積分法(25)面積と定積分の関係~放物線と直線で囲まれた面積~

こんにちは<Frank>です。

今日で122日目。今回は準公式をマスターして、簡単に面積を求める
方法を学習します。只、気を付けるべき点が何点かありそうです。

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・準公式 \(S = \int^\beta_{\alpha}a(x – \alpha)(x – \beta)dx = \frac{|a|}{6}(\beta – \alpha)^{3}\)

いつものように著作権の関係から、テキストもう一度高校数学の364、
365ページの例題の数式を若干変えて問題を解くことにします。

放物線 \(y = x^{2} + 3x + 2\) と直線 \(y = 2x + 8\) によって囲まれた部分
の面積 \(S\) を求めてみます。

\(y = x^{2} + 3x + 2 = (x + \frac{3}{2})^{2} – \frac{1}{4}\)

つぎに、曲線と直線との交点の \(x\) 座標を求めます。

\(x^{2} + 3x + 2 = 2x + 8\)
\(x^{2} + x – 6 = 0\)
\((x + 3)(x – 2) = 0\)
∴ \(x = -3、2\)

よって、下図のグラフより求める面積 \(S\) は

\(S = \int^2_{-3}(2x + 8 – x^{2} – 3x – 2)dx\)
\(= \int^2_{-3}(-x^{2} – x + 6)dx\)
\(= -\frac{1}{3}[x^{3}]^2_{-3} – \frac{1}{2}[x^{2}]^2_{-3} + 6[x]^2_{-3}\)
\(= -\frac{1}{3}(8 + 27) – \frac{1}{2}(4 – 9) + 6(2 + 3)\)
\(= \frac{-70 + 15 + 180}{6}\)
\(= \frac{125}{6}\)(答)

準公式を使うと、

\(a = 1、\alpha = -3、\beta = 2\)
\(S = \int^2_{-3}(x^{2} + x – 6)dx\)
\(= \frac{|1|}{6}\displaystyle\left\{(2 – (-3)\right\}^{3}\)
\(= \frac{1}{6}・5^{3}\)
\(= \frac{125}{6}\)(答)

検証できました。素晴らしい!d(^^)

次回は<ベクトル>に入ります。これは究めたいですね b^^)

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【高校数学(数ⅠA・数ⅡB・数ⅢC)を復習する】でもっと学習する b^^)
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Frank

Frank

■兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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