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積分 面積
線を引いたところなんですが、この式の意味がわかりません。教えてください🙇♀️
回答
えふ さん、こんばんは。
別にこのように計算しなければならないものではありませんが、こうすると計算が少なくて楽ですね。
S2=の次の定積分はy=x²-9のy=aより下にある部分の面積です。そこからy=x²-9のⅹ軸より下の面積を引くと(1個目)、残りはy=x²-9のy=aとⅹ軸との間にある部分の面積になります。S2はそこからさらにグラフ中央の白い部分を引きます。で、その白い部分ってら「y=x²-9のⅹ軸より下の部分をひっくり返した面積(値はひっくり返しても同じ)(2個目)からS1を引いた部分です。
$S_2=\int_{-t}^t(a-(x^2-9))dx-\int_{-3}^3 (0-(x^2-9))dx-\Big(\int_{-3}^3 (-x^2+9)dx-S_1\Big)$
なのですが、$\int_{-3}^3 (0-(x^2-9))dx$ と $\int_{-3}^3 (-x^2+9)dx$ は同じ面積なので
$\int_{-3}^3 (-x^2+9)dx$ の2倍でいいや!ということなんです。
$S_2=\int_{-t}^t(a-(x^2-9))dx-\int_{-3}^3 (0-(x^2-9))dx-\Big(\int_{-3}^3 (-x^2+9)dx-S_1\Big)$
$=\int_{-t}^t(a-(x^2-9))dx-\int_{-3}^3 (-x^2+9))dx-\Big(\int_{-3}^3 (-x^2+9)dx-S_1\Big)$
$=\int_{-t}^t(a-(x^2-9))dx-\int_{-3}^3 (-x^2+9))dx-\int_{-3}^3 (-x^2+9)dx+S_1$
$=\int_{-t}^t(a-(x^2-9))dx-2\int_{-3}^3 (-x^2+9))dx+S_1$
となりました!
最初から定積分の前の2は出てきません。
あるいは、見た目で同じ面積だと考えてしまってもいいです。
これで大丈夫ですか?ちょっと説明が下手かも。
分かったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、コメント欄にお願いしますね。
(追記: 2024年6月10日8:04)
コメント拝見。
$a-(x^2-9)=-x^2+a+9=-(x^2-(a+9))$
$=-(x^2-t^2)=-(x+t)(x-t)$ なので、マイナスが出てきます。
また、$-x^2+9=-(x^2-9)=-(x+3)(x-3)$
となるので、やはりマイナスが出てきますね。
x2乗の係数がもともとマイナスだったので、それを外に出したっていうわけです。
これで大丈夫ですか?
ありがとうございます🙇♂️!分かりやすい説明のおかげで理解出来ました! 追加の質問なんですが、下線部の次の行から符号が変わっているのですが何か意味があるのですか?+S1だけ変わっていないので気になりました。
追記ありがとうございます🙇♂️理解出来ました!最後まで分かりやすかったです。
そうですか。それならよかったですが。またどうぞ。