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数学 高校生

積分の体積の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

基礎問 226 123 回転体でない体積(ⅡI) 2⑦ 次の問いに答えよ. 12 (1) 定積分 1fpdt を求めよ。 (2) 不等式 z'+y2+log (1+22) log2 ......(*) で表される立体Dにつ いて (ア) 立体Dを平面 z=tで切ることを考える. このとき, 断面が存在 するような実数十のとりうる値を求めよ. (イ)(ア)における断面積をS(t) とする. S(t) をtで表せ. 立体Dの体積Vを求めよ. (ウ) 第6章積分法 精講 (1) 分数関数の定積分は,次の手順で考えます。 ① 「分子の次数<分母の次数」 の形へ ② f(x) ③②の形でなければ、 分母の式を見て 因数分解できれば, 部分分数分解へ (89 因数分解できなければ, tan0の置換を考える (90) (2) 立体Dの形が全くわかりませんが, 122 によれば断面積を積分して求めら れます。 だから立体の形がわからなくても、断面積が求まれば体積は求めら れるのです.そのときの定積分の式を求める作業が(イ)で, 定積分の範囲を求 める作業が(ア)になっています。 1+t2 "'(x) 解 答 (1) Softpdt=f'(1-14ps) at=1-So1tradt 1+t2 ここで, Softpdt において,t=tan0 とおくと 90(1) = S₁³ do = 7 4 -dxの形を疑う (89) 1+t2 t0→1 dt TL 1 do 00-E docosey だから、∫otpad="1+lando cos2d よって,Strat=1- 1+t2 π (2) (ア) (*) z=t を代入して ²+y² ≤log2-log(1+t²) ......① この不等式をみたす実数工、リが存在するこ これが断面が存在す とから, るということ log2-log (1+t²) ≥0 2≥1+t² = 1²≤1 " -1≤t≤1 立体Dの平面 z=t (-1≦t≦1) による断面はxy平面上の不等 式①で表される図形で,これは (半径) が log2-10g(1+1)の円の (イ) 周および内部を表すので 22² +7² {/² S(t)=z{log2-log(1+t)} (→) V=r{log 2-log(1+t²)}dt =2zf"{log2-10g(1+t)}dt =2zlog2-2x(t)'log(1+t)dt =2xl0g2-2x|tlog(1+t)+ 25 24 psdt 21² =4nf1+₁ dt-4(1-4)=(1-x) 4π 1+t2 2 ポイント 演習問題 123 ◆これが z=tで切る ということ 227 <S(t) は偶関数 87 (1) 部分積分 2 注∫_{log2-log(1+t^2)}dt = f_log1fFdtと変形してしまうと 定積分は厳しくなります。 回転体でない体積の求め方は I. 基準軸をとって ⅡI. 基準軸に垂直な平面で切ってできる断面の面積 を求めて ⅢI.ⅡIの断面積を積分する y≧0≦z≦1で表され 4つの不等式x+y-z, る立体Dについて,次の問いに答えよ. (1) 立体Dの平面 z=t による断面の面積S(t) をtで表せ. (2) 立体Dの体積Vを求めよ. 79 第6章

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数学 高校生

この(3) の解き方わかる方いますか‪? 教えて頂きたいです‪;;

5 AB=ACの二等辺三角形ABCがある。 図1のように, ∠BACの二等分線と辺BCとの交点をDとする。 辺AB上に点E. 辺AC 上に点F を, BE=CF となるようにとり 点Dと点E, 点Dと点Fをそれぞれ結ぶ。 メモ 図1 E 次の (1)~(3) に答えよ。 B T 明さんは、図1において, DE=DF であることを証明しようとして,次のメモをかいた。 D F DE=DF であることを証明するには,線分 DE を1辺とする三角形と線分 DF を 1辺とする三角形が合同であることを示すとよい。 ABDE = () や △AED =△AFD を示すことで, DE = DF である ことを証明できる。 -7- (1) 下線部①の )には、図1において, DE=DF であることを証明するための△BDE と合同な三角形があてはまる。 ( にあてはまる三角形を答えよ。 ただし, 合同な三角形を表す記号は, 対応する頂点の順にかくこと。 (2) 図1において, 下線部②の△AED = △AFD であることを次のように証明するとき, の中にあてはまる記号またはことばを記入し, 証明を完成せよ。 ただし,線分や角を表す記号は,対応する頂点の順にかくこと。 (証明) △AED と AFD において 共通な辺だから, ADAD・・・ ① AD は ∠BACの二等分線だから, 仮定から, ABAC... ③ BE=CF ... ④ ③, ④より, AB-BE = AC-CF よって, AE= ①.②⑤ より ウ △AED = △AFD 図2 E < (3) 図2は、図1において, AE: EB=4:1となる場合を表しており,線分 AD の中点をGと し,点Eと点G, 点F と点Gをそれぞれ結んだものである AD=15cm. BD=5cm のとき, 五角形 BCFGE の面積を求めよ。 B Gl -8- = L D F ので C

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数学 高校生

(3)です。 420=3×f1とありますが、これは420=f3という解釈で合っているでしょうか?もしそうだとしたらなぜですか? また間違っていたら丁寧な解説をお願いします。

基本例題 59 気柱の振動 円筒の上端近くで振動数 420Hzのおんさを鳴らしながら, 円筒の水面の位置を徐々に変えたところ, 上端から水面までの 指針との差が半波長である。開口端補正に注意する。 (1) 開口端補正があるので, L=4 と 入 41 距離lがZ=19.0cm, l= 59.0cmのとき, 共鳴音を聞いた。 (1) このときの音の速さ Vは何m/sか。 (2) 共鳴したときの筒口の腹の位置は, 筒の上端よりどれだけ 上にあるか。 はならない。 入 図1より 2 よって入=80.0cm=0.800m V=fd=420×0.800=336m/s (2) 開口端補正 ⊿l を求めればよい。図 1より (3) l=59.0cm として, 振動数のより大きいおんさを筒口で鳴 らすとき,次に共鳴が起こるのは振動数が何Hzのものか。 = 59.0-19.0 POINT (3) 振動数 420Hz の場合は気柱の3倍 振動と共鳴したから,次に5倍振動 2 x3=0.75m h= 19.0cm 弦の振動 両端が節 296,297,298,299 入 入 2 GET 図 1 と共鳴する (図2)。 44=20.0-19.0=1.0cm 基本振動数を f とすると 420=3xfi よって, 5倍振動の振動数 fs は 420=700Hz fs=5xf=5x- 3 1₂= 59.0cm 気柱の振動 開口端が腹、閉口端が節 図2

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