具体的には、与えられた曲線や直線で囲まれた領域の面積を計算します。

解析学定積分面積関数方程式積分
2025/6/2
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1. 問題の内容

この問題は、複数の小問から構成されています。内容は以下の通りです。

1. **曲線と直線で囲まれた図形の面積を求める問題(5問)**

具体的には、与えられた曲線や直線で囲まれた領域の面積を計算します。

2. **3次関数のグラフとその接線に関する問題(2問)**

3次関数のグラフの接線を求め、その接線とグラフで囲まれた領域の面積を計算します。

3. **曲線と直線で囲まれた図形の面積に関する問題(3問)**

曲線と直線が与えられ、それらの交点の座標や、それらで囲まれた領域の面積に関する式を導出し、その面積の最小値を求めます。

4. **関数方程式を満たす関数を求める問題(2問)**

積分を含む関数方程式を満たす関数 f(x)f(x) を求める問題です。
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2. 解き方の手順

画像にある問題のうち、問題1の(1)と問題4の(11)を解きます。
### 問題1(1)
y=x23y = x^2 - 3xx 軸で囲まれた図形の面積を求めます。

1. **積分区間を求める**: まず、$x^2 - 3 = 0$ を解いて、積分区間を決定します。

x23=0x^2 - 3 = 0 より、x=±3x = \pm \sqrt{3} となります。したがって、積分区間は [3,3][-\sqrt{3}, \sqrt{3}] です。

2. **定積分を計算する**: $x$軸より下の部分なので、面積は負の値になるため、絶対値を取ります。

S=33(x23)dxS = - \int_{-\sqrt{3}}^{\sqrt{3}} (x^2 - 3) dx
S=[13x33x]33S = - \left[ \frac{1}{3}x^3 - 3x \right]_{-\sqrt{3}}^{\sqrt{3}}
S=[(13(3)333)(13(3)33(3))]S = - \left[ (\frac{1}{3}(\sqrt{3})^3 - 3\sqrt{3}) - (\frac{1}{3}(-\sqrt{3})^3 - 3(-\sqrt{3})) \right]
S=[(333)(3+33)]S = - \left[ (\sqrt{3} - 3\sqrt{3}) - (-\sqrt{3} + 3\sqrt{3}) \right]
S=[2323]S = - \left[ -2\sqrt{3} - 2\sqrt{3} \right]
S=43S = 4\sqrt{3}
### 問題4(11)
f(x)=x2+02f(t)dtf(x) = x^2 + \int_{0}^{2} f(t) dt を満たす関数 f(x)f(x) を求めます。

1. **定積分の値を定数とする**: $\int_{0}^{2} f(t) dt = A$ (定数) とおきます。

すると、f(x)=x2+Af(x) = x^2 + A となります。

2. **定数Aを求める**:

A=02f(t)dt=02(t2+A)dtA = \int_{0}^{2} f(t) dt = \int_{0}^{2} (t^2 + A) dt
A=[13t3+At]02A = \left[ \frac{1}{3}t^3 + At \right]_{0}^{2}
A=83+2AA = \frac{8}{3} + 2A
A=83A = -\frac{8}{3}

3. **関数f(x)を求める**: $f(x) = x^2 + A$ に $A = -\frac{8}{3}$ を代入します。

f(x)=x283f(x) = x^2 - \frac{8}{3}
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3. 最終的な答え

**問題1(1)の答え**: 面積 434\sqrt{3}
**問題4(11)の答え**: f(x)=x283f(x) = x^2 - \frac{8}{3}

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