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数学 高校生

241. このような解答でも問題ないですか? また積分で面積を求める系の問題では 模範解答ではほぼ必ず「図よりS=」 と結論へ進んでいるように思うのですが、 記述問題では図を書いた方がいいのでしょうか? またこの問題で図を書くとなると、曲線の極値などを求めて図を書くというこ... 続きを読む

2 基本例題 241 3次曲線と接線の間の面積 曲線y=x²-5x2+2x+6 とその曲線上の点(3, -6) における接線で囲まれた図 形の面積Sを求めよ。 とする。 基本 238,240 重要 247 指針 211 原点 面積を求める方針は ① グラフをかく 2 積分区間の決定 ③3 上下関係に注意 本問では,まず接線の方程式を求め, 3次曲線と接線の共有点のx座標を求める。 また、積分の計算においては,次のことを利用するとよい。 3次曲線 y=f(x)(x2の係数がα) と直線y=g(x) が x=α で接するとき,等式 f(x)-g(x)=a(x-α)*(x-β) が成り立つ。エロー (2 気に 解答 y'=3x²-10x+2であるから,接線の 方程式は Dip y-(-6)=(3・32-10・3+2)(x-3) すなわち y=-x-3Sは この接線と曲線の共有点のx座標は, x3-5x2+2x+6=-x-3の解である。 これから x 3-5x2+3x+9=0 ( * ) ゆえに (x-3)^(x+1)=0 よって x=3, -1 したがって,図から、求める面積は S=S², 10 {(x-5x²+2x+6)-(-x-3)}dx ...... YA 6 -3 ico 6 3 18 x |曲線 y=f(x) 上の点 (α, f(α)) における接線の 方程式は y=f(a)=f'(a)(x-α) 1(x)0-(2017-2 辺が 【左辺が(x-3)を因数にも つことに注意して因数分解。 3 93 S 703230 1 -5 3 -6 -9 1 -2 -3 2013 380586 1904 1 =S_,(x-3)(x+1)dx =S²₂ (x−3)²{(x−3) +¹)dx=S_₁ {(x-3)² + 4(x-3)²) dx (x-a)²(x-B) - -[(x-3)" ], +4 [ {x=32], --64+ 256-04 (x-3)373 3 =(x-2)^{(x-2)-(B-α)} = S(x-a)" dx = (x=a)^² +C | ◄ n+1 36 7章 41 面 積

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数学 高校生

面積を求める際のこのようなグラフは 極値やX軸との交点など求めてからグラフを書きますか??

338 00000 基本 211 基本例題 215 3次関数のグラフと面積 関数 y=2p-s-2x+1のグラフとx軸で囲まれた部分の面積を求めよ。 CHART & SOLUTION 面積の計算 まずグラフをかく ① 積分区間の決定 3次関数のグラフと面積の問題でも、方針は2次関数の場合と変わらない。 3次関数のグラフとx軸の交点のx座標を求めて、 積分区間を決める。 →交点のx座標は 2.x-x-2x+1=0 の解。 inf面積を求めるために解答にグラフをかくときは, 曲線とx軸との上下関係と、交点の 座標がわかる程度でよいから、微分して増減を調べる必要はない。 よって ② 上下関係を調べる 曲線 y=2x^²-x^²-2x+1とx軸の交点のx座標は, 方程式 2x-x-2x+1=0 の解である。 f(x)=2x-x-2x+1 とすると f(1)=2-1-2+1=0 f(x)=(x-1)(2x2+x-1) =(x-1)(x+1)(2x-1) f(x) = 0 を解いて x=1, -1, -1/1 ゆえに, 曲線は右の図のようになるか ら 求める面積Sは s=S² (2x²− x² −2x + 1) dx +₁(−(2x²-x²–2x+1)} dx -1 - [£* - - * + x] - [ € - -ײ+x] x2- 3 y4 1 PRACTICE 215 8 次の曲線とx軸で囲まれた部分の面積を求めよ。 (1) y=x-5x2+6x 0 1 1 x 2 −²² (4- )*- } ( )*-( )*+¦ } -(² + 3-2)-(2-3) 71 48 因数定理 ◆組立除法により 2 -1 -2 ~x/d++) f(x)=x²(2x-1)-(2x-1) =(2x-1)(x-1) =(2x-1)(x+1)(x-1) 2 1-1 2 1 -1 0 あるいは 11 としてもよい。 ← 2つ目の定積分は,一を 外に出すと, 1つ目の定 積分と被積分関数が同 じ。 ← [F(x)] - [F(x)]* (2) y=2x3-5x2+x+? =F(c)-F(a){F(b)-F(c)} =2F(c)-F(a)-F(b) inf 定積分は分数計算など煩雑な計算が多い。 解答の(*)のようにF(x) に代入する値は まとめて,計算の工夫をする。 The The 7:16-07-2:12 に 1-12 051 曲線 y=-x+5x 上に点A(-1, -4) をとる。 日本 例題 216 曲線と接線で囲まれた部分の面積 el (1) 点Aにおける接線の方程式を求めよ。 (2) 曲線 y=-x°+5x と接線l で囲まれた部分の面積Sを求めよ。 CHART & SOLUTION (2) まず, 3次曲線と接線の共有点のx座標を求める。 f(x)-g(x)=a(x-a)(x-β)が成り立つ。 3次曲線 y=f(x)(x2の係数がα) と直線y=g(x)がx=αで接するとき, (ここで、Bはy=f(x) と y=g(x) の接点以外の共有点のx座標) (1) y'=-3x2+5 であるから, 接線l の方程式は y-(-4)={-3(-1)2+5}{x-(-1)} 11 すなわち y=2x-2 (②2) 曲線と接線lの共有点のx座標は、方程式 x+5x=2x-2 すなわち x-3x-2=0 の解である。 ゆえに (x+1)(x-2)=0 ゆえに,図から求める面積Sは よって x=-1,2 s=S_{(-x+5x)-(2x-2)}dx = f_(-x+3x+2)dx =-X+2x+2x27 3 4 y₁ el ORACTICE 216 曲線C:y=-x+4xとする。 部 x 基本 214215 INFORMATION 定積分の計算の工夫 s=f(x+3x+2)dxの計算はp.319 基本例題 203 と同様に,次のように計算す るとスムーズである。 s=S_(-x'+3x+2)dx=-(x+1)(x-2)dx (4) 339 曲線と接線ℓ は x = -1 で接する (重解をもつ) から, (x+1)^2を因数に もつ。 よって, x³-3x-2 =(x+1)^(x+α) とおけ,定数項を比較し てa=-2 =f(x+1)^{(x+1)-3}dx=-S°_^{(x+1)-3(x+1)}dx(x+1) の形をつくる --[(x + 1)²-(x + 1)² -- +27=4 = [(x+1)* 81 C上の点(13) における接線と曲線Cで囲まれ 7章 25 LEI 積

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数学 高校生

240. これらの問題を記述で解く場合、図は必要ですか??

366 ID eas 00000 基本例題 240 3次曲線と面積 (1) 曲線 y=x-2x²-x+2 とx軸で囲まれた図形の面積Sを求めよ。 (2) 曲線 y=x-4x と曲線 y=3x² で囲まれた図形の面積Sを求めよ。 指針3次曲線 (3次関数のグラフ)であっても、面積を求める方針は同じ。 ① グラフをかく ②2 積分区間の決定 まず、曲線とx軸, または2曲線の交点のx座標を求める。 解答 (1) x-2x²-x+2=x2(x-2)-(x-2)=(x²-1)(x-2) =(x+1)(x-1)(x-2) よって, 曲線とx軸の交点のx座標は したがって,図から(笑) 求める面積は =2f'(-2x+2)dx-f(x-2x-x+2)dx s=S", (x²³-2x²-x+2)dx+²{-(x³2x²-x+2)]dxtal J-1 8 2 13 37 3 3 12 12 (2) 2曲線の共有点のx座標は, x3-4x=3x2 を解くと, x(x2-3x-4)= 0 から x=±1, 2 x(x+1)(x-4)=0 よって x=-1, 0,4 ゆえに,図から 求める面積は s=${(x-4x)-3x}dx =-(11+1-2)-(64-64-32)=4 Ly=3x² (*) 曲線の概形については、 2.2x2x321 参照。ここでは、毎 値を求める必要はない。 -1 0 +(3x²(x²³-4x) dx =f'(x-3x²-4x)dx-S(xー3x²-4x)dx -------- y y=x³-4x +32= dit (1) 3 上下関係に注意 131 (2) 東京電機 基本235.236 ya 2012年 練習 (1) 曲線 y=x3x²とx軸で囲まれた図形の面積Sを求めよ。 ²6 C とする。 Cとx軸で囲ます 240 (2) tha (2) 曲線 y=x²-4xについ て, y=x(x+2)(x-2)から、 X軸との交点のx座標は x = 0. ±2 また, 曲線 y=3x² は原点を 4 x 頂点とする。下に凸の放物線 2 F(x)とする と _=F(0)-F(-1) -{F(4)-F(0)) =2F(0)-F(-1)-F(4) ここで F(0)=0 recs 基本 曲線 形の 指針▷ y=3: 方程 3 すな この ポー これ ゆえ した 1

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マーカー部分の区間ってどのように考えれば良いんですか?💦

04 基本例題 258 絶対値を含む関数の定積分 (1) Slx-2/dx を求めよ。 解答 指針 絶対値記号がついたままでは積分できない。 そこで,まず, 絶対値記号をはずす。 141= {¯) -A (A≦) ← 定積分の計算では,等号を A(A≧0) 両方の場合に付ける。 11をはずしたら、定積分の性質 S f(x)dx = S. f(x)dx+S" f(x)dx (積分区間の 割)を利用して計算する。 つまり, | |内の式の正負の境目で積分区間を分割する。 絶対値 場合に分ける |A|= (1) x-2=0とすると x=2 区間を1≦x≦2と2≦x≦4に分割。 (2) x2+x−2=0 とすると, (x+2)(x-1)=0からx=-2,1 → 積分区間 0≦x≦2 に x=1 が含まれるから,区間を 0≦x≦1と1≦x≦2に分割して計算する。 (1) 1≦x≦2のとき |x-2|=-(x-2) 2≦x≦4のとき |x-2|=x-2 (2) S²√x²+x−2\dx ***I. Slx-2|dx={(x-2)}dx+S2(x-2)dxc.) (1) = または (x3) |x2+x-2|=|(x+2)(x-1)|=2+ 2 scat (2) =- [²2/2² - 2x]²+ [ ²2 2² - 2x ] ₁ = 1トーナ =-{(2-4)-(1/23-2)+(8−8)-(2-4) 01 12 4 I 図の2つの赤い三角形の面 積の和として求めると --[2³² + であるから (2) 0≦x≦1のとき |x2+x-2|=-(x2+x−2) 1≦x≦2のとき |x2+x-2|=x2+x-2 であるから Slx+x-2|dx={(x+x−2)}dx+∫(x+x-2)dx == - 2x] + [²/537 0 8 =(1/3+1/12-2)×2+(10/+2-4 x3x2 /p.384 基本事項 重要 259 2 + 22²2 - 2x]²₁ (*) = 3 (*) * F(x)=1512xとすると, F(0)=0 で, 定積分は + 3 -[F(x)]+[F(x)]=-2F(1)+F(0)+F(2) となる。 問題の定積分は,それぞ れ図の赤く塗った部分の 面積を表す。 YA 1 1/2+2=1/5/20 (2) 4 (与式)=1/12・1・1+1/02 ·1·1+2·2 5 0 1 2 -2 _=-{F(1)-F(0)) +{F(2)-F(1)) 709

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数学 高校生

(2)の値は何かの数式の証明であったり、数学的に重要な値ですか?

312 重要 例 例題 187 面積 | 曲線 C:y=e 上の点P(t, e') (t>1) における接線をl とする。 Cとy軸の共 有点をA, lとx軸の交点をQとする。 原点を0とし, △AOQ の面積をS(t) とする。 Q を通りy軸に平行な直線, y 軸, C およびlで囲まれた図形の面積を T (t) とする。 (1) S(t), T(t) をtで表せ。 解答 T(t) S(t) を利用する。 計まず、グラフをかいて、積分区間やCとの位置関係を確認する。t>1に注意。 (1) A(0,1)である。また, lの方程式はy-e=el(x-t) (ex)'=ex ← この方程式において, y=0 とすれば, 点Qのx座標がわかる。 (2) まず. を求める。 そして、 極限値を求める際は lim- 0 XC (2) lim (1) 点Aの座標は (0, 1) y=ex より y = ex であるから, 接線lの方程式は y-et=et(x-t) すなわちy=e'x+(1-t)et. ① において, y=0 とすると よって x=t-1 ゆえに、点Qの座標は したがって ゆえに T(t) → 1+0 S(t) et-1-1 s(t)=1/2 · (t−1)·1=-² t-1 2 またT(t)='"^'[ex_{e'x+(1-t)e'}}dx lim →1+0 t-1 -[²-x² + (1-1)e²x ¹ = ²(t-1)²+e²-¹-1 2 T(t) et (2) 756) = -²2₁ [ {(t−1)² + e²-¹-1}=e²(t-1)+ S(t) t-112 ここで, t-1=s とおくと, t → 1+0 のとき よって lim T(t) 1+1+0S(t) 0={x+(1-t)}et (t-1, 0) t-1>0 (1) e³–1 を求めよ。 =lim 8 +0 S ·=0+2・1=2 -=1 (2) lim 2(ef-1-1) t-1 s → +0 練習 g(x) = sin' x とし, 00<πとする。 xの2次関数y=h(x)のグラフは原点を調品 ③ 187 としん(0)=g(0) を満たすとする。 このとき, 曲線 y=g(x) (0≦x≦)と直線 x=0およびx軸で囲まれた図形の面積をG(0) とする。 また, 曲線 y=h(x)とい 線 x = 0 および x軸で囲まれた図形の面積をH(0) とする。 (1) (0) H (0) を求めよ。 G(0) を求めよ 0+0 H(0) e*-1 1 [類 東京電機大] ・基本 81, 177 = 1 (p.121 参照) X-0 T(t) /t-1 1Q 積分区間においてC は常により上にあ る。 lime(t-1) 20 解答 (3) (2) S' 0<a< 範囲で である 右のよう よって, 習 f(x)=ex- 188 (1) t は実数 で囲まれた

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数学 高校生

数3積分の問題です。 この問題は0からπの部分を回転−0からπ/2を回転かと思いました。なぜ指標のようになるのでしょうか。 それともう一つ積分区間の置き換えの方法がわからないです。

*** 30 Hy 軸の周りの回転体の体積 (2) 重要 例題 258 ●基本257 関数f(x)=sinx (0≦x≦²) について 関数 y=f(x)のグラフとx軸で囲まれ た部分をy軸の周りに1回転させてできる立体の体積Vは,V=2π xf(x)dx で与えられることを示せ。 また, この体積を求めよ。 π ₁ 解答 指針 高校数学の範囲では, y=sinx をxについて解くことができない。 そこで, 立体の断面積 高校数学の範囲では、y=sinxをxについて解くことができ をつかみ、置換積分法を利用して解く。 この立体をy軸に垂直な平面で切ったときの断面は, 曲線 y=sinxの (x≧の部分を回転させた円) (0x部分を回転させた円) y=sinx (0≦x≦π) のグラフの0≦x≦2の部分のx座 標をxとし,xの部分のx座標をxとする。 V=S₁x²²dy-xSx²dy このとき,体積Vは ここで, y=sinx から 積分区間の対応は x については [1] x2 については [2] のようになる。 よって x=(yの式) に表せない場合 0 dy=cosxdx [1] ニール y 0 x 0 1 π 0 [2] XC 花→ COS v=xS²x² codx-FS²x²coxdx=-xx²cos.xdx π ([x"sinxL-25,xsinxdx)=2x(x/(x)dx π 2 π -7/22 0 V= もも 0 ロ TC #1: V=2xxsinxdx=2x-xos x]+Scos xdx)=2x(x+[sinx)=2x² また 0 $5.1.23 LXXX ソ y=sinx ((0≤x≤n) π 2 TX

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