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記事No.1402に関するスレッドです

面積について / ちゃこ [甲信越] [高校3年生]
こんばんは。早速ですが質問させていただきます!


数研出版のニューステージ〈受験編〉STEPの249の問題です。

【問】
放物線y=X^2−2XとX軸で囲まれる部分Fの面積は(ア)/(イ)である。
直線y=aXがFの面積を2等分するとき、a=3^√(ウ)ー(エ)である。
また、放物線y=X^2ー2Xと直線y=aXで囲まれる部分の面積をX軸が2等分するとき、a=(オ)3^√(カ)ー(キ)である。

以上が問題です。私の解答は、
Fの面積をSとすると
S=−∫2↓0X(X−2)dX=−(−1/6)・2^3=4/3となり、
(ア)4 (イ)3 となるところまで分かりました。
次に、
X^2−2X=aX
X{X−(a+2)}=0から
放物線y=X^2−2Xと直線y=aXの交点のX座標がX=0、a+2と分かりました。
よって、
S/2=∫a+2↓0{aX−(X^2−2X)}dx
   =−∫a+2↓0X{X−(a+2)}dx=−(−1/6)・(a+2)^3
   =1/6・(a^3+6a^2+12a+8)=1/6a^3+a^2+2a+4/3
S/2=2/3より、
1/6a^3+a^2+2a+2/3=0
ここまで解いたのですが、ここからaを導き出せません(´□`)

解答では、a=3^√4ー2で、(ウ)4 (エ)2 となっています。

また、(オ)〜(キ)を求める問題で、X軸が2等分するというのもどういうことなのかよく分かりません><

解答では、a=23^√2ー2で、(オ)2 (カ)2 (キ)2となっています。


解き方が間違っているのでしょうか?!
どなたかご教授ください><よろしくお願いします。

No.1398 - 2008/10/18(Sat) 20:12:15

Re: 面積について / londontraffic [教育関係者]
ちゃこさん,こんばんは.
早速いきましょう!

>ここまで解いたのですが、ここからaを導き出せません(´□`)
はい.間違っていないですよ.
でもおそらくちゃこさんは真面目なので,こうなってしまうのです.

>S/2=∫a+2↓0{aX−(X^2−2X)}dx
>   =−∫a+2↓0X{X−(a+2)}dx=−(−1/6)・(a+2)^3

>   =1/6・(a^3+6a^2+12a+8)=1/6a^3+a^2+2a+4/3
>S/2=2/3より、
の赤い部分を飛ばすといいのですよ.

−(−1/6)・(a+2)^3=2/3
(a+2)^3=4
ここで,a+2は実数だから, a+2=sqrt[3]{4} したがって,a=sqrt[3]{4}-2 となって,(ウ)4 (エ)2となります.

ここまでいかがですか?

No.1399 - 2008/10/18(Sat) 21:18:24

Re: 面積について / ちゃこ [甲信越] [高校3年生]
わーっ!!解けました解けました!(>▽<)

londontraffic先生、分かりやすい解説本当にありがとうございます!

自分のは展開しすぎていたのですね。



引き続きすみませんが、教えていただけたら嬉しいです。

>放物線y=X^2ー2Xと直線y=aXで囲まれる部分の面積をX軸が2等分するとき、
というのが、理解できません><

解説を読んでみると、
X軸が2等分するとき 1/6・(a+2)^3=8/3
とだけ書いてあって、8/3がどこから出てきたのかがさっぱりです。

どうかよろしくお願いします。

No.1400 - 2008/10/18(Sat) 21:46:48

Re: 面積について / londontraffic [教育関係者]
お分かりいただいたようで,よかったです.
これは int_a^b(x-a)(x-b)dx=-1/6(a-b)^3 の公式を使い,3乗の部分を展開しないことが必要になる典型的な問題ですので,しっかりやり方を覚えてください.

では続きです.下に示したように,D_1とD_2の部分の面積が等しいときが,
>放物線y=X^2ー2Xと直線y=aXで囲まれる部分の面積をX軸が2等分するとき、
になります.
お分かり頂いたら,計算を進めてくださいね.

No.1402 - 2008/10/19(Sun) 09:33:02

Re: 面積について / ちゃこ [甲信越] [高校3年生]
遅くなってしまってごめんなさい!

>放物線y=X^2ー2Xと直線y=aXで囲まれる部分の面積をX軸が2等分するとき、
図のおかげで理解することができました。
ありがとうございます!


D_2=1/6・(a+2)^3−D_1
D_1=4/3なので
D_2=D_1を求めると、
1/6・(a+2)^3−4/3=4/3
1/6・(a+2)^3=8/3

これから、8/3が出てくるのですね!

このあと計算してみたら、答えと同じになりました!!
丁寧な解説ありがとうございました!m(^▽^)m

No.1415 - 2008/10/21(Tue) 18:51:51