先日は積分のアドバイスありがとうございました。
さて、今回は面積の問題の計算結果がなかなか解答にあわないので、
明確な過程と解答を教えてもらいたいです。
よろしくお願いします。
問題
x軸上の点(\(\frac{1}{2}\),0)から曲線y=xe~xにひいた2本の接線と曲線とで
囲まれた図形の面積を求めよ
★希望★完全解答★
先日は積分のアドバイスありがとうございました。
さて、今回は面積の問題の計算結果がなかなか解答にあわないので、
明確な過程と解答を教えてもらいたいです。
よろしくお願いします。
問題
x軸上の点(\(\frac{1}{2}\),0)から曲線y=xe~xにひいた2本の接線と曲線とで
囲まれた図形の面積を求めよ
★希望★完全解答★
はっきり言って計算に自信ありません(汗
解答の結果が書いてあれば、確認できるんですけど
解き方は概ねいいだろうと思いますので書いてみました。
まず、y=x\(e^{x}\) をxで微分して
グラフの増減表を作ります(省略)
そうすると
原点を通り、x<-1で減少 x>-1で増加
x=-1のとき極小値-\(\frac{1}{e}\)となることが分かります。
これでだいたいのグラフの形が見えてきます。
そこで点(\(\frac{1}{2}\),0)からは確かに2本の接線が引けそうだということも
見えてきます。
そこで、点(\(\frac{1}{2}\),0)を通る直線とこの曲線の接点を
(t,t\(e^{t}\))と置きます。
そうするとこの接線の方程式は
y'=\(e^{x}\)(x+1)だから
y=\(e^{t}\)(t+1)(x-t)+t\(e^{t}\) となります。
この接線が点(\(\frac{1}{2}\),0)を通るから
x=\(\frac{1}{2}\) y=0 を代入して整理すると
\(e^{t}\)(2t+1)(t-1)=0
\(e^{t}\)>0 だから t=-\(\frac{1}{2}\),1
これで接点のふたつのx座標が求まりました。
あとはこつこつ積分計算するだけです。
この計算に自信がない・・・(汗)
積分に際して、曲線y=x\(e^{x}\) と 直線y=(-\(\frac{1}{2}\))e^(-\(\frac{1}{2}\))
と 直線x=1 に囲まれた部分を先に計算すると
(\(\frac{9}{4}\))e^(-\(\frac{1}{2}\))となって、
あとは余分な三角形と台形の面積を引くと
(\(\frac{3}{2}\))e(-\(\frac{1}{2}\))-\(\frac{e}{4}\) が答になりました・・・あってるかなぁ?