領域 $D_5$ と $D_6$ に対して、二重積分 $\iint_{D_i} 1 \, dxdy$ の値を求める問題です。ここで、 $D_5 = \{(x, y) \mid y = x + 1, y = 1 - x, y = 0\}$ であり、$D_6 = \{(x, y) \mid y = x, y = 1, x = 0\}$ です。

解析学二重積分積分領域積分範囲
2025/7/12

1. 問題の内容

領域 D5D_5D6D_6 に対して、二重積分 Di1dxdy\iint_{D_i} 1 \, dxdy の値を求める問題です。ここで、
D5={(x,y)y=x+1,y=1x,y=0}D_5 = \{(x, y) \mid y = x + 1, y = 1 - x, y = 0\} であり、D6={(x,y)y=x,y=1,x=0}D_6 = \{(x, y) \mid y = x, y = 1, x = 0\} です。

2. 解き方の手順

(5) 領域 D5D_5 の二重積分
まず、y=x+1y = x + 1y=1xy = 1 - x の交点を求めます。x+1=1xx + 1 = 1 - x を解くと、2x=02x = 0 より x=0x = 0 であり、このとき y=1y = 1 です。
y=x+1y = x + 1y=0y = 0 の交点は x=1x = -1 であり、y=1xy = 1 - xy=0y = 0 の交点は x=1x = 1 です。
領域 D5D_5 は、xx で積分してから yy で積分する順序で計算するため、積分範囲は、0y10 \le y \le 1 と、各 yy に対して y1x1yy-1 \le x \le 1 - y となります。
したがって、二重積分は次のようになります。
D51dxdy=01y11y1dxdy\iint_{D_5} 1 \, dxdy = \int_0^1 \int_{y-1}^{1-y} 1 \, dx dy
まず、xx に関する積分を計算します。
y11y1dx=[x]y11y=(1y)(y1)=22y\int_{y-1}^{1-y} 1 \, dx = [x]_{y-1}^{1-y} = (1-y) - (y-1) = 2 - 2y
次に、yy に関する積分を計算します。
01(22y)dy=[2yy2]01=(2(1)12)(2(0)02)=21=1\int_0^1 (2 - 2y) \, dy = [2y - y^2]_0^1 = (2(1) - 1^2) - (2(0) - 0^2) = 2 - 1 = 1
(6) 領域 D6D_6 の二重積分
領域 D6D_6 は、y=xy = x, y=1y = 1, x=0x = 0 で囲まれる領域です。積分範囲は 0y10 \le y \le 1 であり、各 yy に対して 0xy0 \le x \le y となります。したがって、二重積分は次のようになります。
D61dxdy=010y1dxdy\iint_{D_6} 1 \, dxdy = \int_0^1 \int_0^y 1 \, dx dy
まず、xx に関する積分を計算します。
0y1dx=[x]0y=y0=y\int_0^y 1 \, dx = [x]_0^y = y - 0 = y
次に、yy に関する積分を計算します。
01ydy=[12y2]01=12(1)212(0)2=12\int_0^1 y \, dy = [\frac{1}{2}y^2]_0^1 = \frac{1}{2}(1)^2 - \frac{1}{2}(0)^2 = \frac{1}{2}

3. 最終的な答え

(5) 領域 D5D_5 の二重積分の値: 1
(6) 領域 D6D_6 の二重積分の値: 12\frac{1}{2}

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