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Mathematics Senior High

(2)の積分して面積を求める問題についての質問です。 自分で計算したらおかしなことになりました。 解答の計算過程は自分が考えたものより効率的だし、どうしてそうなるのか理解できています。 ただ自分の計算方法の中で具体的に何が間違っているのかよくわからないです。 わかりや... Read More

7 円の一部- rを正の定数とする. 2つの曲線C1:y= 接線を持つとする. (1) 共有点の座標とyの値を求めよ. (2) C と C2 で囲まれる図形の面積Sを求めよ. y= 2.x² x2+1 解答 (1) G と C2 の共有点を T. そのx座標を1とする. C2:x2+y²=2(y≧0 ) は半円なので, Tにおける C2 の接線と半径OT は垂直である. よって,C の Tにおける接線は直線OT である. C について, S 2 円を活用する る。 まず, (共有点で) 接線が直交することを を通る,ととらえよう (円の接線と,その接点を通る半径は垂直だから:解答の 図参照). (2)では、円に関わる部分の面積は,図形的に求めることができる. 演習題は.fo" fr2-sdr を円(の一部)の面積とみるとよい(右図)。 -=2- であるから, 2.x y'=-2(-1)-- (x^2+1)² よって, 直線OT の傾きについて 2t (12+1) 2 12+1 1 2 x2+1 45゜ C2 1 √2 (名工大) Y y=√√√√x²-x2 例題では、C2が州門である(r2+y2,y≧0) ことに着目すると計算が簡単にな よって,共有点の座標は (1,1)と(-1.1) で, r=√2 (2) C, C2 ともy軸対称であるから, x≧0の部分を計算する. YA ya (第1項) =(√2)2.. (第2項)=f'(2- 1 1 O 4x (x^2+1)2 ∴.2=f2+1 1 C1 4. 1 + 8 2 2.x² 2+1. において, ·1·1= 1-1=44 +12/2 S(2-1241) dx=2-25021 x2+1 1 cos2日 従って, 求める面積は, S=2 (①-② C の接線が 2 の中心 共有点での = C2:y=√ra-x2が共有点で互いに直交する 3 2 ∴.t=±1 -dx +1² T 1 =2-2 -2² tan²0+1 cos²d0-2-2-2-2-4 -3 C2 ・=2- π yA O Xx O k (−2(2+1)-1)、 x (接線の傾き) = (OTの傾き) どちらも C を用いる.右辺は であることを利用 22 T(1. +2+1 した.また,図より/+0. ① ←扇形 + 直角二等辺三角形 15 x=tan0 と置換. d.x 1 x 0→1 do cos20. 00→ / 4 インテグラルの中は1になる。

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Mathematics Senior High

−1〜1の直線回転体引く、−1〜0の放物線回転体プラス、1〜2の放物線(X軸対称)だと答え違くなるんですか?

転 転体の体積(2) A 放物線y=x²-2.x と直線y=-x+2 で囲まれた部分をx軸の周りに1回 転してできる立体の体積を求めよ。 OLUTIONR CHART 回転体では図形を回転軸の一方に集結 回転体の体積 まず、放物線y=x²-2x と直線 V= くよ 2x=-x+2 とすると, x2-x-2=0 からx=-1, 2 放物線y=x2-2x のx軸より下側の部分を,x軸に関して対称 に折り返すと右の図のようになり,題意の回転体の体積は,図の 赤い部分をx軸の周りに1回転すると得られる。このとき,折り 返してできる放物線 y=-x2+2x と直線y=-x+2 の交点の x座標は, x2+2x=-x+2 を解いて x=1,2 よって y=-x+2 をかくと〔図1] のようにな る。ここで、放物線と直線で囲まれた 部分はx軸をまたいでおり,これを x 軸の周りに1回転してできる立体は、 [図2]の赤色または青色の部分をx軸 の周りに1回転してできる立体と同じ ものになる。 基本例題238 と異なり,この場合は [図1] x軸の下側(または上側) の部分をx軸に関して対称に折り返した図形を合わせ て考える必要があることに注意! ! SHAR v=xS_₂{(x+2)²-(x²-2x)²} dx + x^(-: +7S²(-x²+2x)³dx = +π 541 =zS°,(-x*+4x-3x²-4x+4)dx+rf(x-2)dx + x²(x² −4x³+4x²) dx =₁[ =x[_x³ + x²−x³−2x²+4x]°¸ + x[(x−2²] x5 x²+. 8 15 7 19 π+ 5 + π 3 y y=x²-2x| --3 4017 UTO 12 y=-x+2 π= -1 0 100 15 +πS(-x+2)2dx 20 = T 3 201 基本 238 y y=x²-2x/ 1- y=-x+2 2 -1 0 1 U ²+2r [図2] 0-6 Jel ・次の3つの図形に分け て体積を計算する。 ------- + ONS-T 113

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数B 空間ベクトル 下の問題がわかりません。指針のところからわからないです。無知ですみません。 教えてください。よろしくお願いします。

重要 例題 77 球面のベクトル方程式 00000 空間において,点A(0, 6, 0) を中心とする半径3の球面上を動く点Qを考える。 更に, 原点を0,線分 OQ の中点をPとし, 点A, Q, P の位置ベクトルをそれ ぞれag, p とする。 このとき, 点Pが満たすベクトル方程式を求めよ。 また, 点P(x,y,z)が描く 図形の方程式をx, y, z を用いて表せ。 [類 立命館大] 基本 39. p.494 基本事項 [4] [1] [2] 指針 球面のベクトル方程式 [1] ||=r 中心C(c), 半径r [2] (-a) (-6)=0 2点A(a), B() が直径の両端 これは,平面で円を表すベクトル方程式と 同じ形である。 そこで, p.442 基本例題 39 と同じ要領で、 いずれかの形を導く。 解答 点Qは,点Aを中心とする半径3の球面上の点であるから, l-al=3 を満たす。 また,線分 OQ の中点がPであるから,i=2127 すなわち i=2D である。 よって |2p-a|=3 ! ゆえに, 点Pが満たすベクトル方程式は よって, 点Pは,中心 (0, 3,0), 半径 22 の球面上にある。 ゆえに,点Pが描く図形の方程式はx+(y-3)+2=1/ S OQの中点 ( 2 3 u 2'2'2 よって s=2x, t=2y, u=2z これらを①に代入して (2x)²+(2y-6)²+(22)² =3² ゆえに x²+(y-3)¹+2¹= AZ ·P [参考] [点Pが描く図形の方程式を, 数学Ⅱの軌跡の考え方で求める (数学ⅡI例題108 参照)] 点Qの座標を (s, t, u) とする。 <s, t, u はつぎの文字。 点Qは,点Aを中心とする半径3の球面上の点であるから s'+(t-6)'+u²=32 ...... 0 が点Pと一致するから 2=x, 1/2=y, 1/2 u =2 b B つなぎの文字 s, tu を消 去する。 練習 点Oを原点とする座標空間において, A(5, 4, 2) とする。 |③77 OP-20A・OP+36=0 を満たす点P(x,y, z) の集合はどのような図形を表す か。 また, その方程式をx, y, zを用いて表せ。 [類 静岡大]

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