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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

224 第6章積分法 122 回転体でない体積(I) XC 底面が半径①の円で高さ 1の円柱がある.この円柱を底面の円の直径 AB を含み, 底面と45°の角度をなす平面で切ると, 大, 小2つの立体に 分かれる。このとき小さい方の立体の体積を求めよ 今回は回転体でない立体の体積ですが,基本的には回転体の体積と 1 において 同じ考え方です. たとえば, 116 の V₁=1 =xf (f(x)}dx という式がかいてありますが、π(f(z))とは、 半径f(z) | の円の面積のことです. すなわち, 立体図形を回転軸に垂直な平 精講 面で切ったときの断面積です. だから, 軽いタッチでいえば, 体積は (断面積) dx で表せる わけです。この考え方を使って体積を求めますが,立体をどこで切るかを判断 するとき,断面積が求められるような切り方をしないといけません。 A. <図1> 0 45° 1 B 解答 <図II> O B DC y (II) ² 1-t² 底面の円の中心を原点Oとし, AB方向に軸を定める. すなわち, A(-1, 0), B(1, 0) とする. 次に、小さい立体の底面の半円の弧がy≧0の領域にあるように軸 をとる. 〈図ⅡI> このとき, (t, 0) (-1≦t≦1)を通り, x軸に垂直な平面で切ると, その断面は, 〈図Ⅲ〉のような直角二等辺三 その面積をSとすると, S=12 (1-1) v-fsdt=20-dt-fa-a V= =1- 注 基準軸のとり方は1通りとは限りません. ちなみに、この立体の 自場合,軸の方を基準軸にしても体積は求められます。(別解 (図IV> (別解) 点 (0, t) (0≦t≦1) を通り、軸に垂 直な平面で切ると断面は〈図Ⅳ>のような長方 形で,その面積は2tv1ーゼ :. V=S2t√/1-P² dt ポイント だから, 演習問題 122 =-fa-ty√1-² dt =- [ ²3 (¹1-1²) ²1' = ²/3 225 ハード 回転体でない体積の求め方は I. 基準軸をとって Ⅱ. 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 III.ⅡIの断面積を積分する xy平面上に円C:x2+y^2=1 がある.軸上の点T (t, 0) (-1≦t≦1) を通り,x軸に垂直な円Cの弦を PQ とする. このと き、PQを1とする正三角形 PQR を ry平面に垂直になるよう につくる. 次の問いに答えよ. 19 (1) △PQR の面積Sをtで表せ. (2) tが1から1まで動くとき, PQR がつくる立体の体積V 第6章

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数学 高校生

赤のところの、 ねじれは、同じ平面上にない、というのが少し意味がわかりません。教えて欲しいです

基本 例題48)オイラーの多面体定理, ねじれの位置。 |エ個ある。 止八面体は,頂点の数が「ア個、辺の数が[イウ本,面の数か 「イウ「本の辺のうちの1本を ABとするとき,辺 ABと平行な辺は オ「本, 辺 AB と垂直な辺は 辺 キ|本ある。 カ」本,辺 ABとねじれの位置にある辺は POINT!) オイラーの多面体定理 頂点の数を v, 辺の数を e, 面の数をfとすると ひe+f=2 異なる2直線l, m について eとmが平行→eとmが同じ平面上にあって交わらない。 eとm が垂直 →とmのなす角が直角。 eとmがねじれの位置にある →と mが同じ平面上にない。 解答 右の図から頂点はア6個, 辺の数はイウ12本, 面の数は I8個である。 図のように点をとると, 辺 AB と平行な辺は,辺FDのオ1本 辺 AB と垂直な辺は,辺 ADと 辺 BF の カ2本 辺ABとねじれの位置にある辺は,辺 CD, 辺 ED, 辺 EF, 辺 CF の キ4本 0=ズ B E -6-12+8=2が成り立つ。 →参考(上) D 全平行→同じ平面上にあっ て交わらない 異 O円 垂直 →なす角が直角 →参考(下) やねじれの位置→同じ平面 上にない 参考 オイラーの多面体定理は, 検算に用いたり, 複雑な立体図形の場合など数え にくいときに用いると便利である。例えば, 本間の場合, 頂点の数と面の数は数え n+8=2からe=12 と求めてもよい。 平丘+

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