切り口の面積を積分して体積を求める(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 切り口の面積を積分して体積を求める(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$xy$ 平面上の曲線 $y=\sin x\ (0\leqq x\leqq\pi)$ と $x$ 軸で囲まれた部分を底面とする立体がある.この立体を $x$ 軸に垂直な平面で切った切り口は,つねに底面上の線分を 1 辺とする正三角形である.この立体の体積を求めよ.
$x$ 軸上の点 $x\ (0\leqq x\leqq\pi)$ を通り $x$ 軸に垂直な平面による切り口は,底面上の 2 点 $(x,\,0)$,$(x,\,\sin x)$ を結ぶ線分(長さ $\sin x$)を 1 辺とする正三角形であるから,面積は $S(x)=\dfrac{\sqrt{3}}{4}\sin^2x$
\[ V=\frac{\sqrt{3}}{4}\int_0^{\pi}\sin^2x\,dx=\frac{\sqrt{3}}{4}\int_0^{\pi}\frac{1-\cos 2x}{2}\,dx=\frac{\sqrt{3}}{4}\cdot\frac{\pi}{2}=\frac{\sqrt{3}}{8}\pi \]
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