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二つの関数に囲まれた図形の面積を求める問題

    Kobayashi Yuichiro (id: 1373) (2023年1月9日10:53)
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    画像の問題について、 面積を求めるアプローチや考え方をご教示いただけないでしょうか?
    画像の問題について、
    面積を求めるアプローチや考え方をご教示いただけないでしょうか?

    Screenshot 2023-01-09 at 10.52.01.png

    回答

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年1月9日12:20)
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    こんにちは。 ①グラフを書く $\tan \frac{\pi x}{4}$ は、$0≦x≦1$ では、角度の部分は0から$\frac{\pi}{4}$ までで、$\tan \frac{\pi}{4}=1$ ですから、普通のタンジェントのグラフの形で(0,0)から(1,1)まで下に凸で増加するグラフ $\sin \frac{\pi x}{2}$ は、$0≦x≦1$ では、角度の部分は0から$\frac{\pi}{2}$ までで、$\sin \frac{\pi}{2}=1$ ですから、普通のサインのグラフの形で(0,0)から(1,1)まで上に凸で増加するグラフ グラフは$\tan \frac{\pi x}{4}$ のほうが下になります。 ②はさまれた面積だから、「上g(x)」ー「下f(x)」を0から1まで定積分。 $$\int_0^1 \left( \sin \frac{\pi x}{2}-\tan \frac{\pi x}{4}\right) dx$$ さて、この先は少しやってみてはどうですか? 必要な知識は$\sin x$ の不定積分は $-\cos x$ 、 $\tan x$ の不定積分は,$\tan = \frac{\sin}{\cos} $から部分積分を使って $-\log |\cos x | $ (これは教科書や参考書などにはあるとおもいます) また、$x$ が $ax$ になった時の積分公式 $$ \int f(ax) dx=\frac{1}{a}F(ax)$$ を使って、不定積分を求め、あとは1を代入したものから0を代入したものを引いて、結果を整理するのです。 べつに意地悪で書かないんじゃないです。全部聞かないで、このさきをやってみた方がいいです。 もしできないようならやった結果を見せてくれれば間違いを探したり、その先の説明も書けます。
    こんにちは。

    ①グラフを書く

    tanπx4\tan \frac{\pi x}{4} は、0x10≦x≦1 では、角度の部分は0からπ4\frac{\pi}{4} までで、tanπ4=1\tan \frac{\pi}{4}=1 ですから、普通のタンジェントのグラフの形で(0,0)から(1,1)まで下に凸で増加するグラフ
    sinπx2\sin \frac{\pi x}{2} は、0x10≦x≦1 では、角度の部分は0からπ2\frac{\pi}{2} までで、sinπ2=1\sin \frac{\pi}{2}=1 ですから、普通のサインのグラフの形で(0,0)から(1,1)まで上に凸で増加するグラフ
    グラフはtanπx4\tan \frac{\pi x}{4} のほうが下になります。

    ②はさまれた面積だから、「上g(x)」ー「下f(x)」を0から1まで定積分。
    01(sinπx2tanπx4)dx\int_0^1 \left( \sin \frac{\pi x}{2}-\tan \frac{\pi x}{4}\right) dx
    さて、この先は少しやってみてはどうですか?
    必要な知識はsinx\sin x の不定積分は cosx-\cos x
    tanx\tan x の不定積分は,tan=sincos\tan = \frac{\sin}{\cos} から部分積分を使って logcosx-\log |\cos x |
    (これは教科書や参考書などにはあるとおもいます)
    また、xxaxax になった時の積分公式
    f(ax)dx=1aF(ax) \int f(ax) dx=\frac{1}{a}F(ax)
    を使って、不定積分を求め、あとは1を代入したものから0を代入したものを引いて、結果を整理するのです。

    べつに意地悪で書かないんじゃないです。全部聞かないで、このさきをやってみた方がいいです。

    もしできないようならやった結果を見せてくれれば間違いを探したり、その先の説明も書けます。
    Kobayashi Yuichiro (id: 1373) (2023年1月9日13:51)
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    ①、②、③ができてないので、ご教示いただけないでしょうか?

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