円の面積が毎秒4cm²の割合で増加しているとき、半径が8cmになった時点での半径の増加速度を求める問題です。

解析学微分面積変化率連鎖律
2025/4/21

1. 問題の内容

円の面積が毎秒4cm²の割合で増加しているとき、半径が8cmになった時点での半径の増加速度を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、円の面積AAと半径rrの関係式を書きます。
A=πr2A = \pi r^2
次に、この式を時間ttで微分します(連鎖律を使用します)。
dAdt=2πrdrdt\frac{dA}{dt} = 2\pi r \frac{dr}{dt}
問題文より、dAdt=4\frac{dA}{dt} = 4 cm²/s であり、r=8r = 8 cm のときの drdt\frac{dr}{dt} を求めます。これらの値を上の式に代入します。
4=2π(8)drdt4 = 2\pi (8) \frac{dr}{dt}
drdt\frac{dr}{dt} について解きます。
drdt=416π=14π\frac{dr}{dt} = \frac{4}{16\pi} = \frac{1}{4\pi}

3. 最終的な答え

半径の増加速度は 14π\frac{1}{4\pi} cm/s です。

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