媒介変数で表された曲線で囲まれた面積(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 媒介変数で表された曲線で囲まれた面積(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
サイクロイド $x=t-\sin t$,$y=1-\cos t\ (0\leqq t\leqq 2\pi)$ と $x$ 軸で囲まれた部分の面積を求めよ.
$\dfrac{dx}{dt}=1-\cos t\geqq 0$ で,$t$ が $0$ から $2\pi$ まで増加すると $x$ は $0$ から $2\pi$ まで増加する.$y\geqq 0$ であるから
\[ S=\int_0^{2\pi}y\,dx=\int_0^{2\pi}(1-\cos t)(1-\cos t)\,dt=\int_0^{2\pi}(1-2\cos t+\cos^2t)\,dt \]
\[ =\int_0^{2\pi}\left(\frac{3}{2}-2\cos t+\frac{\cos 2t}{2}\right)dt=\left[\frac{3}{2}t-2\sin t+\frac{\sin 2t}{4}\right]_0^{2\pi}=3\pi \]
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