京都大学 理系 2023年度 第1問 解説
問題編
問題
次の各問に答えよ。
問1 定積分 $\displaystyle \int_1^4 \sqrt{x}\log(x^2)dx$ の値を求めよ。
問2 整式 $x^{2023}-1$ を整式 $x^4+x^3+x^2+x+1$ で割ったときの余りを求めよ。
考え方
問1は、 $\log$ を使った典型的な計算問題です。
問2は、いくつか攻め方がありますが、素直に割ることができないか、考えてみるといいでしょう。
解答編
問題
次の各問に答えよ。
問1 定積分 $\displaystyle \int_1^4 \sqrt{x}\log(x^2)dx$ の値を求めよ。
解答
$y=\sqrt{x}$ とすると、$dy=\dfrac{1}{2\sqrt{x}}dx=\dfrac{1}{2y}dx$ なので
\begin{eqnarray}
& &
\int_1^4 \sqrt{x}\log(x^2)dx \\[5pt]
&=&
\int_1^2 y\log(y^4) \cdot 2y dy \\[5pt]
&=&
8 \int_1^2 y^2 \log y dy \\[5pt]
&=&
8\left[\frac{y^3}{3}\log y\right]_1^2 -8\int_1^2 \frac{y^3}{3} \cdot\frac{1}{y} dy \\[5pt]
&=&
\frac{64}{3}\log 2 -\frac{8}{3}\int_1^2 y^2 dy \\[5pt]
&=&
\frac{64}{3}\log 2 -\frac{8}{3}\left[\frac{y^3}{3}\right]_1^2 \\[5pt]
&=&
\frac{64}{3}\log 2 -\frac{56}{9}
\end{eqnarray}となる。(答)
解答編 つづき
問題
問2 整式 $x^{2023}-1$ を整式 $x^4+x^3+x^2+x+1$ で割ったときの余りを求めよ。