y について解いて曲線で囲まれた面積を求める(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: y について解いて曲線で囲まれた面積を求める(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
曲線 $y^2=x(x-1)^2$ の $0\leqq x\leqq 1$ の部分で囲まれた部分の面積を求めよ.
方程式は $y$ を $-y$ におき換えても変わらないから,曲線は $x$ 軸に関して対称である.$y^2=x(x-1)^2$ より $y=\pm(1-x)\sqrt{x}$ であり,$0\leqq x\leqq 1$ では $(1-x)\sqrt{x}\geqq 0$ で,等号が成り立つのは $x=0,\ 1$ のときである.よって,$0\leqq x\leqq 1$ の部分は 2 点 $(0,\,0)$,$(1,\,0)$ を結ぶ閉じた曲線をつくり(下図),その上半分は $y=(1-x)\sqrt{x}$ であるから
\[ S=2\int_0^1(1-x)\sqrt{x}\,dx=2\int_0^1\left(x^{\frac{1}{2}}-x^{\frac{3}{2}}\right)dx=2\left(\frac{2}{3}-\frac{2}{5}\right)=\frac{8}{15} \]
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