$y = x^3$, $y = 0$, $x = 1$ で囲まれた図形を x 軸の周りに回転させてできる立体の体積 $V$ を求める問題です。

解析学積分回転体の体積定積分
2025/5/17

1. 問題の内容

y=x3y = x^3, y=0y = 0, x=1x = 1 で囲まれた図形を x 軸の周りに回転させてできる立体の体積 VV を求める問題です。

2. 解き方の手順

回転体の体積は、積分を使って計算できます。
x 軸周りの回転体の体積 VV は、以下の式で求められます。
V=πab[f(x)]2dxV = \pi \int_a^b [f(x)]^2 dx
ここで、f(x)f(x) は回転させる関数、aabb は積分の範囲です。
この問題では、f(x)=x3f(x) = x^3 であり、a=0a = 0, b=1b = 1 です。したがって、体積 VV は以下のようになります。
V=π01(x3)2dxV = \pi \int_0^1 (x^3)^2 dx
V=π01x6dxV = \pi \int_0^1 x^6 dx
x6x^6 を積分すると x77\frac{x^7}{7} となるので、
V=π[x77]01V = \pi [\frac{x^7}{7}]_0^1
V=π(177077)V = \pi (\frac{1^7}{7} - \frac{0^7}{7})
V=π(170)V = \pi (\frac{1}{7} - 0)
V=π7V = \frac{\pi}{7}

3. 最終的な答え

π7\frac{\pi}{7}

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