質問<716>
「「平面図形面積」」
日付 2001/12/4
質問者


どうも始めましてこの問題がどうしてもわからないので
教えてください。
     
         2
(A)y=3-|x -1|とx軸で囲まれた部分の面積を求めよ。

(B)    2
放物線y=-x +2xとx軸とで囲まれた図形の面積を
直線y=axが2等分するようにaの値を求めよ。

お返事(武田)
日付 2001/12/6
回答者 武田


問A
y=3-|x2 -1|とx軸で囲まれた面積は、
次の2つの場合に分けて考える。



(1)x≦-1,1≦xの場合
    y=3-(x2 -1)=-x2 +4

(2)-1<x<1の場合
    y=3+(x2 -1)=x2 +2

囲まれた面積は、
     1          2
S=2{∫ (x2 +2)dx+∫ (-x2 +4)dx}
     0          1

     x3    1   x3    2
 =2([――+2x]+[-――+4x] )
      3   0    3   1

 =8 ………(答)

問B
y=-x2 +2x=x(2-x)

y=axとy=x(2-x)との交点のx座標は
ax=x(2-x)
2 -2x+ax=0
x(x-2+a)=0
∴x=0,2-a



y=x(2-x)とx軸とで囲まれた面積Sは
   2
S=∫ (-x2 +2x)dx
   0

    x3     2
 =[-――+x2
     3    0

  4
 =―
  3

y=axで切られた上の部分の面積を求めると、

S 2  2-a
―=―=∫ {(-x2 +2x)-ax}dx
2 3  0

2   x3     ax2  2-a
―=[-――+x2 -――― ]
3    3     2  0

3 -6a2 +12a-4=0

3次方程式の解き方より、
a=b+2とおくと、
(b+2)3 -6(b+2)2 +12(b+2)-4=0
3 +4=0
∴b=-3 \(\sqrt{\quad}\)4
したがって、
a=b+2=2-3 \(\sqrt{\quad}\)4 ………(答)