面積の値から定数を決める(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 面積の値から定数を決める(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$a>1$ とする.曲線 $y=e^x$ と $y$ 軸および直線 $y=a$ で囲まれた部分の面積が $1$ となるように,$a$ の値を定めよ.
曲線 $y=e^x$ と直線 $y=a$ の交点の $x$ 座標は,$e^x=a$ より $\log a$ である.$a>1$ より $\log a>0$ であり,$e^x$ は増加関数であるから,$0\leqq x\leqq\log a$ で $e^x\leqq a$ である(下図).
\[ S=\int_0^{\log a}(a-e^x)\,dx=\Bigl[ax-e^x\Bigr]_0^{\log a}=a\log a-a+1 \]
$S=1$ より $a\log a-a=0$,$a(\log a-1)=0$
$a>1$ より $\log a=1$ すなわち $a=e$
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