2つの関数 $y = -x^2 + 2$ と $y = x^2 - 4x + 2$ で囲まれた部分の面積 $S$ を求める問題です。与えられた手順に従って、積分計算を行い、最終的な面積を計算します。

解析学積分面積二次関数
2025/6/4

1. 問題の内容

2つの関数 y=x2+2y = -x^2 + 2y=x24x+2y = x^2 - 4x + 2 で囲まれた部分の面積 SS を求める問題です。与えられた手順に従って、積分計算を行い、最終的な面積を計算します。

2. 解き方の手順

まず、2つの関数の大小関係を 0x20 \leq x \leq 2 の範囲で確認します。y=x2+2y = -x^2 + 2y=x24x+2y = x^2 - 4x + 2 より大きいので、⑥には1、⑦には2が入ります。
次に、面積SSを計算するための積分を設定します。積分範囲は 00 から 22 で、被積分関数は (x2+2)(x24x+2)(-x^2 + 2) - (x^2 - 4x + 2) となります。したがって、⑩には1、⑪には2が入ります。
S=02[(x2+2)(x24x+2)]dxS = \int_0^2 [(-x^2 + 2) - (x^2 - 4x + 2)] dx
S=02(2x2+4x)dxS = \int_0^2 (-2x^2 + 4x) dx
積分を実行します。
S=[23x3+2x2]02S = [-\frac{2}{3}x^3 + 2x^2]_0^2
S=(23(2)3+2(2)2)(23(0)3+2(0)2)S = (-\frac{2}{3}(2)^3 + 2(2)^2) - (-\frac{2}{3}(0)^3 + 2(0)^2)
S=(163+8)(0)S = (-\frac{16}{3} + 8) - (0)
S=163+243S = -\frac{16}{3} + \frac{24}{3}
S=83S = \frac{8}{3}
したがって、⑫には8が入ります。

3. 最終的な答え

83\frac{8}{3}

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