放物線 $y = x^2 - 2x + 3$ と2つの直線 $x = 0$ , $x = 2$ で囲まれた部分の面積を求める問題です。

解析学定積分面積放物線積分
2025/6/26

1. 問題の内容

放物線 y=x22x+3y = x^2 - 2x + 3 と2つの直線 x=0x = 0 , x=2x = 2 で囲まれた部分の面積を求める問題です。

2. 解き方の手順

放物線と2つの直線で囲まれた領域の面積は、定積分を使って求めることができます。
具体的には、関数 y=x22x+3y = x^2 - 2x + 3x=0x = 0 から x=2x = 2 まで積分します。
まず、定積分を計算します。
02(x22x+3)dx\int_{0}^{2} (x^2 - 2x + 3) \, dx
積分を計算します。
x2dx=x33\int x^2 \, dx = \frac{x^3}{3}
2xdx=x2\int -2x \, dx = -x^2
3dx=3x\int 3 \, dx = 3x
したがって、
(x22x+3)dx=x33x2+3x\int (x^2 - 2x + 3) \, dx = \frac{x^3}{3} - x^2 + 3x
次に、積分区間の上限と下限を代入して計算します。
[x33x2+3x]02=(23322+3(2))(03302+3(0))\left[ \frac{x^3}{3} - x^2 + 3x \right]_0^2 = \left( \frac{2^3}{3} - 2^2 + 3(2) \right) - \left( \frac{0^3}{3} - 0^2 + 3(0) \right)
=834+60=83+2=83+63=143= \frac{8}{3} - 4 + 6 - 0 = \frac{8}{3} + 2 = \frac{8}{3} + \frac{6}{3} = \frac{14}{3}

3. 最終的な答え

求める面積は 143\frac{14}{3} です。

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