面積計算を説得する術                     戻る

 当HPでは、「微分積分を3時間でマスターする方法」というものを、アップロードしている。

 その中で「面積計算が定積分を用いて行える」ということを、三角形の場合(直線 y=2x)
を例にして、説得を試みているが、常々、それでは「説得しきれないな...!」という思い
があった。

 もう少し自然な図形で説得したいということで、いろいろ検討を重ねた結果、次のような
関数を用いる場合が適当という結論に至った。


    左図のように、区間 [ 0 , 1 ]において、

   2次関数 y=3x2 を考える。

   この曲線と、x 軸、直線 x=1 で囲まれた図
  形の面積は、定積分を用いない場合、それほ
  ど自明なこととは思われない。

   本来は、2次関数として、より簡明な y=x2
  を用いたいところであるが、それではどうも説
  明が立ち行かないようである。


 小学校において、4年生で、面積の概念と長方形・正方形の求積公式を学習し、5年生
で、その他の図形の求積(平行四辺形・三角形・台形・円など)について学んでいる。

 基本的な指導方針は、等積変形により、長方形の面積に帰着させるやり方だが、方眼
を用いた指導も十分なされていることと思われる。

    たとえば、左図のような三角形の面積は、

    (完全なマス目の数)+(欠けているマス目の数)÷2

   から、  8+8÷2=12  をもとに求められることは、一
   つの素養であると考えていいだろう。

 このような考え方を用いれば、冒頭の面積を下図のような方眼を活用して求めることは、
自然に受け入れられるものと思う。

   (完全なマス目の数)
        +(欠けているマス目の数)÷2


   =1+6÷2

   =4


   一つのマス目の面積は、1/4 なので、

  左図の面積は、 4×(1/4)=1 である。

  ところで、
          

 以上から、少しだけ一般的な場合も、定積分を用いて面積が求められるということが説
明されると思う。