2 曲線で囲まれた部分の面積(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 2 曲線で囲まれた部分の面積(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$\dfrac{\pi}{4}\leqq x\leqq\dfrac{5}{4}\pi$ において,2 曲線 $y=\sin x$,$y=\cos x$ で囲まれた部分の面積を求めよ.
$\sin x-\cos x=\sqrt{2}\sin\left(x-\dfrac{\pi}{4}\right)$ である.$\dfrac{\pi}{4}\leqq x\leqq\dfrac{5}{4}\pi$ のとき $0\leqq x-\dfrac{\pi}{4}\leqq\pi$ であるから,$\sin x-\cos x\geqq 0$ であり,等号が成り立つのは $x=\dfrac{\pi}{4},\ \dfrac{5}{4}\pi$ のときである.よって,2 曲線は $x=\dfrac{\pi}{4},\ \dfrac{5}{4}\pi$ で交わり,$\dfrac{\pi}{4}\leqq x\leqq\dfrac{5}{4}\pi$ では $\sin x\geqq\cos x$ である(下図).
\[ S=\int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{5}{4}\pi}(\sin x-\cos x)\,dx=\Bigl[-\cos x-\sin x\Bigr]_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{5}{4}\pi}=\left(\frac{\sqrt{2}}{2}+\frac{\sqrt{2}}{2}\right)-\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)=2\sqrt{2} \]
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