曲線 $y = \frac{1}{x}$、直線 $x = e$、$x = e^3$、およびx軸で囲まれた部分の面積を求めます。

解析学積分定積分対数関数面積
2025/8/16

1. 問題の内容

曲線 y=1xy = \frac{1}{x}、直線 x=ex = ex=e3x = e^3、およびx軸で囲まれた部分の面積を求めます。

2. 解き方の手順

求める面積は、定積分で計算できます。具体的には、xxeeからe3e^3まで変化する範囲で、関数 y=1xy = \frac{1}{x} を積分します。
積分は以下のようになります。
S=ee31xdxS = \int_{e}^{e^3} \frac{1}{x} \, dx
1x\frac{1}{x} の原始関数は lnx\ln|x| です。したがって、
S=[lnx]ee3S = [\ln|x|]_{e}^{e^3}
S=ln(e3)ln(e)S = \ln(e^3) - \ln(e)
S=3ln(e)ln(e)S = 3\ln(e) - \ln(e)
ln(e)=1\ln(e) = 1 であるので、
S=3(1)1=31=2S = 3(1) - 1 = 3 - 1 = 2

3. 最終的な答え

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