放物線と円で囲まれた部分の面積(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 放物線と円で囲まれた部分の面積(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
放物線 $y=x^2$ と円 $x^2+y^2=2$ で囲まれた部分のうち,放物線の上側にある部分の面積を求めよ.
$x^2=y$ を円の式に代入して $y+y^2=2$,$(y+2)(y-1)=0$.$y=x^2\geqq 0$ より $y=1$,交点は A$(1,\ 1)$,B$(-1,\ 1)$.
求める面積は「円弧 AB の下で $x$ 軸より上の部分($-1\leqq x\leqq 1$)」から「放物線の下の部分」を引いたものである(下図).
前者は,扇形 OAB(中心角 $\dfrac{\pi}{2}$,半径 $\sqrt{2}$)と,2 つの直角三角形(O,$(\pm 1,\ 0)$,$(\pm 1,\ 1)$)を合わせたもので
\[ \frac{1}{2}(\sqrt{2})^2\cdot\frac{\pi}{2}+2\cdot\frac{1}{2}\cdot 1\cdot 1=\frac{\pi}{2}+1 \]
後者は $\displaystyle\int_{-1}^{1}x^2\,dx=\frac{2}{3}$.よって
\[ S=\frac{\pi}{2}+1-\frac{2}{3}=\frac{\pi}{2}+\frac{1}{3} \]
⭐ お気に入り 0
ログインするとお気に入り・印刷リスト・PDF出力が使えます