間違えている点をご指摘ください。
xy平面状に光を通さないスクリーンを張り、その上に不透明な円柱x^2+y^2≦1かつ0≦z≦1を置く。点A(-2,0,2)の位置にある点光源による円柱の影が作る立体をWとする。このとき、Wの体積Vを求めよ。
z=k(0≦k≦1)による断面積を考えます。z=k上のxy平面の原点をC、点Qを(-2,0,1)、QからCを中心とする半径1の円に引いた接線と円Cの接点をA、B、点Rを(4-3k,0,k)とします。Cを中心とするRを通る円と接線QA、接線QBの交点D、Eとします。 求める断面積は線分QDと線分QEと弧DEで囲まれる部分Fから、線分QAと線分QBと弧ABで囲まれる部分Gを引いた部分です。 Gの面積は2?儔AC+扇形AB=2・√3・1・1/2+1^2・2π/3・1/2=√3+2π/3です。FとGの相似比は4-3k:1なので面積比は(4-3k)^2:1^2なので、FからGを引いた部分の面積は(√3+2π/3)(9k^2-24k+15)であり、よって求める体積は∫[0,1](√3+2π/3)(9k^2-24k+15)=6(√3+2π/3)と求まりました。
でも答えは(8/9)π+4√3/3となっており、全然合いません。
どこを間違えているのでしょうか。訂正方法とともに教えてください。よろしくお願いします。
|
No.56880 - 2019/02/23(Sat) 17:39:54
| ☆ Re: 体積 / らすかる | | | > z=k上のxy平面の原点をC C(0,0,k)という意味ですか?
> 点Qを(-2,0,1) (-2,0,k)の間違いですか?
> Cを中心とするRを通る円と接線QA、接線QBの交点D、Eとします。 Cを中心と考えてはいけないのでは? Rを通る円の中心は(2-2k,0,k)で、Qからこの円に引いた接線の接点を D,Eとしなければいけないと思います。 ただし相似比で計算していますので、以降の計算とは関係ないようですが。
> FとGの相似比は4-3k:1なので 相似比は2-k:1では? 相似比2-k:1で計算すると答えと合いますね。
|
No.56897 - 2019/02/24(Sun) 05:52:14 |
| ☆ Re: 体積 / 瑠璃 | | | 御回答ありがとうございました。いろいろ勘違いしていたのがよくわかりました。
|
No.56900 - 2019/02/24(Sun) 09:05:47 |
|