円を底面とする立体の切り口と体積(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 円を底面とする立体の切り口と体積(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
底面が円 $x^2+y^2\leqq 1$ である立体がある.この立体を $x$ 軸に垂直な平面で切った切り口は,つねに底面上の弦を 1 辺とする正方形である(下図).この立体の体積を求めよ.
$x$ 軸上の点 $x\ (-1\leqq x\leqq 1)$ を通り $x$ 軸に垂直な平面による切り口は,1 辺が $2\sqrt{1-x^2}$ の正方形であるから,その面積は
\[ S(x)=\left(2\sqrt{1-x^2}\right)^2=4(1-x^2) \]
よって
\[ V=\int_{-1}^1 4(1-x^2)\,dx=8\int_0^1(1-x^2)\,dx=8\cdot\frac{2}{3}=\frac{16}{3} \]
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