アステロイド 関連問題
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として、媒介変数表示:
,
で与えられる曲線をアステロイドと言う。
,
,
(媒介変数表示された関数の微分法を参照)
において、
より、xは単調減少,
より、yは単調増加で、θ が
と変わるとき、xは
,yは
となります。
グラフは右図。x軸,y軸に関して対称です。
右図のアステロイドCが囲む部分の面積Sは、第1象限にある部分を4倍して、

を用いて置換積分を行うと、
,x:
のとき、θ:
より、




(但し、
,定積分の漸化式を参照)

アステロイドCが囲む部分をx軸のまわりに1回転してできる回転体の体積Vは、第1象限にある部分を1回転したものの2倍として、

面積と同じように、置換積分を行うと、




とおく(置換積分を参照)と、
,θ:
のとき、t:
より、



曲線Cの長さLは、第1象限にある部分の長さを4倍して、








注.この計算を以下のように行うのは誤りです。

???
において、つねに
ではないことに注意してください。
,
においては、
です。
正しくは、以下のようになります(なるべく、解答のように計算してください)。




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