$\int_{0}^{2\pi} |\sin{\theta}| d\theta$ を計算する問題です。

解析学定積分絶対値三角関数
2025/7/11

1. 問題の内容

02πsinθdθ\int_{0}^{2\pi} |\sin{\theta}| d\theta を計算する問題です。

2. 解き方の手順

sinθ\sin{\theta} は区間[0,π][0, \pi] で非負であり、区間[π,2π][\pi, 2\pi] で非正です。
したがって、絶対値を外すために積分を分割する必要があります。
02πsinθdθ=0πsinθdθ+π2π(sinθ)dθ\int_{0}^{2\pi} |\sin{\theta}| d\theta = \int_{0}^{\pi} \sin{\theta} d\theta + \int_{\pi}^{2\pi} (-\sin{\theta}) d\theta
まず、0πsinθdθ\int_{0}^{\pi} \sin{\theta} d\theta を計算します。
0πsinθdθ=[cosθ]0π=cosπ(cos0)=(1)(1)=1+1=2\int_{0}^{\pi} \sin{\theta} d\theta = [-\cos{\theta}]_{0}^{\pi} = -\cos{\pi} - (-\cos{0}) = -(-1) - (-1) = 1 + 1 = 2
次に、π2π(sinθ)dθ\int_{\pi}^{2\pi} (-\sin{\theta}) d\theta を計算します。
π2π(sinθ)dθ=[cosθ]π2π=cos2πcosπ=1(1)=1+1=2\int_{\pi}^{2\pi} (-\sin{\theta}) d\theta = [\cos{\theta}]_{\pi}^{2\pi} = \cos{2\pi} - \cos{\pi} = 1 - (-1) = 1 + 1 = 2
したがって、
02πsinθdθ=2+2=4\int_{0}^{2\pi} |\sin{\theta}| d\theta = 2 + 2 = 4

3. 最終的な答え

4

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