xyz空間においてz軸を軸とする半径2の円柱面Tと,点A(1,0,0)を中心とする半径1の球面Sがある.点P(rcosθ,rsinθ,z)(r>0,-π≦θ≦π)を中心とする半径1の球面KがSに外接し,Tに内接しながら動く.KとTの接点をQとするとき,以下の問に答えよ. (1)rの値を求め,zをθを用いて表せ (2)T上においてQが描く曲線で囲まれる部分の面積を求めよ
ヨッシーさん、お願いします。
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No.29972 - 2014/12/27(Sat) 23:14:00
| ☆ Re: 日本医科大学の過去問 / じゅけん | | | (2)の答えが 8(π+4) になったのですがあってるのでしょうか 自信がありません
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No.29973 - 2014/12/28(Sun) 01:54:15 |
| ☆ Re: 日本医科大学の過去問 / じゅけん | | | No.29974 - 2014/12/28(Sun) 02:15:53 |
| ☆ Re: 日本医科大学の過去問 / ヨッシー | | | 32 が正しいようです。
(1) Kの半径が1であることと、KがTに内接することから、r=1 は明らかです。
APの距離が2であることより (1−cosθ)^2+sin^2θ+z^2=4 z=±√(2cosθ+2)
(2) Tを x=-2, y=0 で切り開いて、円周方向をX、z軸方向をYとする座標系を考えます。 Q:(2cosθ, 2sinθ, ±√(2cosθ+2))であるので、 X=2θ、Y=±√(2cosθ+2) と表せます。 ここで、対称性から、Y=√(2cosθ+2) とX軸、Y軸とで囲まれた面積を4倍することにします。 0≦X≦2π において、 Y=√(2cos(X/2)+2) =2√{(cos(X/2)+1)/2} =2√cos^2(X/4) =2cos(X/4) よって、求める面積をSとすると S/4=2∫[0〜2π]cos(X/4)dX =8[sin(X/4)][0〜2π]=8 よって、S=8×4=32
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No.29975 - 2014/12/28(Sun) 06:30:49 |
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