面積の計算                               戻る

 数学Uで学ぶ微分積分で面積の計算と言ったら、次のような場合が双璧だろう。

      

 これらに対しては何れも次のような公式が知られているので、面積の計算は、ほぼ暗算
で出来るだろう。(もちろん、α 、 β の計算は暗算では出来ないです...(^^;) )

   

   

 これらの定積分を一般化すれば、次の形の定積分となる。

   

 この右辺の形は、ベータ関数

   
    (ただし、 p>0 、q>0 )

に似ている。

 そこで、次のような置換を施せば、 I( m , n ) はベータ関数を用いて表すことができる。



 このとき、
        

において、
        

であるので、 B( 2 , 2 )=1/6 となり、

    

が得られる。同様にして、

       

において、 B( 3 , 2 )=2!/4!=1/12 であるので、

    

が得られる。

 このように統一した考え方をすれば、次のような問題は瞬殺で求まるだろう。



   左図のように、4次関数

    y=x4−2x3−3x2+6x+3

  のグラフと直線 y=2x−1 が2点

   ( −1 , −3 ) 、 ( 2 , 3 )

  で接している。(→参考:「連立方程式の回避」)

   このとき、左図の領域の面積を求めよ。






 求める面積は、I( 3 , 3 ) なので、

   I( 3 , 3 )=(−1)2・{2−(−1)}5・B( 3 , 3 )

          =35・2!2!/5!=81/10

である。

(コメント) こんなに簡単に求まってしまうなんて...。