y軸まわりの回転体(y で積分)(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: y軸まわりの回転体(y で積分)(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
曲線 $y=e^x$ と $y$ 軸および直線 $y=e$ で囲まれた部分を,$y$ 軸のまわりに 1 回転してできる立体の体積を求めよ.
$y=e^x$ より $x=\log y\ (1\leqq y\leqq e)$.求める体積は
\[ V=\pi\int_1^e(\log y)^2\,dy \]
部分積分法により,$C$ を積分定数として
\[ \begin{aligned} \int(\log y)^2\,dy&=y(\log y)^2-\int y\cdot\frac{2\log y}{y}\,dy=y(\log y)^2-2\int\log y\,dy\\ &=y(\log y)^2-2(y\log y-y)+C=y(\log y)^2-2y\log y+2y+C \end{aligned} \]
であるから
\[ V=\pi\Bigl[y(\log y)^2-2y\log y+2y\Bigr]_1^e=\pi\{(e-2e+2e)-2\}=\pi(e-2) \]
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