2020年08月25日

高校数学「定積分」「曲線と直線で囲まれた図形の面積」

高校数学「定積分」「曲線と直線で囲まれた図形の面積」

■ 問題


 「2次関数y=−x^2+2xと直線x=1,x=2,x軸とで囲まれた図形の面積を求めよ」



このときは何をすればいいでしょうか?
あまり悩みすぎず、パッと選択肢を選んで、次のページへ!


■ 選択肢


 @ x=1からx=2の区間で定積分を求める

 A x=1,x=2を与式に代入する

 B 与式を微分して、導関数にx=1,x=2を代入する

 C 判別式D=b^2−4acに代入する


解答解説はこのページ下に


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■ 選択肢の解答・解説

 @ x=1からx=2の区間で定積分を求める

 ★関数とx軸との間の面積は、基本的に、絶対値の定積分で求めることができます。絶対値なので、「プラスの部分ならそのまま積分、マイナスの部分なら符号を変えて積分」です。
 今回の問題では、上に凸の2次関数で、x=1から2の区間では、x軸の上側の部分だから、普通に定積分の値がそのまま面積になってしまいます。


■ 計算式

 y=−x^2+2xは、上に凸のグラフで、x軸との交点は、x=0,2なので、1〜2の区間ではx軸より上側にあります。ということは、普通に定積分で面積がわかりますね!

 ∫[1〜2] (−x^2+2x)dx
=[−(1/3)x^3+2・(1/2)x^2] [1〜2]
=−(1/3)・2^3+2・(1/2)・2^2−{−(1/3)+2・(1/2)}
=−8/3+4+1/3−1
=(−8+12+1−3)/3
=2/3


今回の問題は、この書籍のP77にも掲載されています。書籍には、間違いの選択肢に関するコメントを含むさらに詳しい解説や、関連問題も掲載しています。



◆関連問題
「f(x)=x^2の不定積分」

絶対値
微分積分まとめ

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ラベル:数学
posted by えま at 07:00| Comment(0) | 高校数学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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