質問<2391>
「「指数関数を使った面積の求め方」」
日付 2005/5/28
質問者 ken


y=\(2^{n}\),0<x<1,y=0で囲まれる面積の求め方を教えてください。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2005/6/16
回答者


y=\(2^{n}\),0<x<1,y=0で囲まれる面積の求め方を教えてください。
nはxでしょうか。nだったら簡単で四角形の面積だから
 \(2^{n}\)×1=\(2^{n}\)

xだったら、求める面積は
  ∫2^xdx       (積分範囲0≦x≦1)
 =∫2^x(dx/dy)dy (積分範囲1≦y≦2)
 ここで積分変数をyに置き換えることを考える
 =∫\(\frac{1}{l}\)og2dy  -(注)
 =〔y/log2〕      (積分範囲1≦y≦2)
 =\(\frac{1}{l}\)og2

(注)について
 y=2^xについて両辺、対数を取ると(対数微分法を行なう)、
logy=xlog2であるから両辺微分すると
 y'/y=log2 ⇔ y'=ylog2
であるから
 dx/dy=1/ylog2
となる。従って、
 2^x(dx/dy)=2^x×1/ylog2
         =y×1/ylog2 (\(2^{x}\)=yでx消去)
         =\(\frac{1}{l}\)og2
をとなるから(注)の式を得る

お便り
日付 2005/6/16
回答者 kino


問題文がおかしい気がします。
そこで,y=\(2^{n}\) ではなく,y=\(2^{x}\) と考えて解答を述べます。
求める面積は∫[0→1](\(2^{x}\))dx で与えられます。
\(2^{x}\) の不定積分は (\(2^{x}\))/log2 ですから,
∫[0→1](\(2^{x}\))dx=(\(2^{1}\))/log2-(\(2^{0}\))/log2=\(\frac{1}{l}\)og2.

お便り
日付 2005/6/16
回答者 坂田


\(2^{n}\)は結局定数だから、
囲まれる領域は長方形で、
面積はS=\(2^{n}\)×1=\(2^{n}\)ではないのでしょうか??

もしy=\(2^{x}\)の間違いなら、lnを自然対数として

S =∫_\(0^{1}\) \(2^{x}\)dx =∫_\(0^{1}\) e^(xln2)dx
 =[e^(xln2)/(ln2)]_\(0^{1}\)
=(2-1)/ln2
=\(\frac{1}{l}\)n2

だと思います。