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■17515 / inTopicNo.1)  積分による体積
  
□投稿者/ うたたね 一般人(1回)-(2006/09/21(Thu) 21:19:08)
    昔出された問題です

    x,y,z軸において(a,a,0)(a,-a.0)(a,-a,2a)(ただしa>0とする)を頂点とする
    三角形をz軸でまわした時の体積を求めよ

    という問題です。お願いします
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■17517 / inTopicNo.2)  Re[1]: 積分による体積
□投稿者/ U.T 一般人(14回)-(2006/09/21(Thu) 21:50:33)
    No17515に返信(うたたねさんの記事)
    > x,y,z軸において(a,a,0)(a,-a.0)(a,-a,2a)(ただしa>0とする)を頂点とする
    > 三角形をz軸でまわした時の体積を求めよ

    z=t,(0≦t≦2a)においてのx-y平面について考える。
    0≦t≦aのとき
     z軸からの距離L(t)はa≦L(t)≦√2*aとなるので、z軸で回したときに出来る断面積は
    (半径√2*aの円)-(半径aの円)=πa^2となる。
    a<t≦2aのとき
     z軸からの距離L(t)は√(t^2-2at+2a^2)≦L(t)≦√2*aとなるので、断面積は
    (半径√(t^2-2at+2a^2)の円)-(半径aの円)=π(t^2-2at+a^2)となる。
    よって求める体積は
    ∫[0,a]πa^2dt+∫[a,2a]π(t^2-2at+a^2)dt=4/3*πa^3
    となります。
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■17520 / inTopicNo.3)  Re[1]: 積分による体積
□投稿者/ うたたね 一般人(2回)-(2006/09/21(Thu) 22:05:35)
    ありがとうございました
解決済み!
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■17522 / inTopicNo.4)  Re[2]: 積分による体積
□投稿者/ miyup 大御所(765回)-(2006/09/21(Thu) 22:09:26)
    No17517に返信(U.Tさんの記事)
    > a<t≦2aのとき
    >  z軸からの距離L(t)は√(t^2-2at+2a^2)≦L(t)≦√2*aとなるので、断面積は
    > (半径√(t^2-2at+2a^2)の円)-(半径aの円)=π(t^2-2at+a^2)となる。

    ここは違うのでは?
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■17523 / inTopicNo.5)  Re[3]: 積分による体積
□投稿者/ U.T 一般人(15回)-(2006/09/21(Thu) 22:46:14)
    >miyupさん
    ほんとですね。なんか勘違いしてたみたいです。

    訂正
    z軸からの距離L(t)は√(t^2-2at+2a^2)≦L(t)≦√2*aとなるので、断面積は
    (半径√(t^2-2at+2a^2)の円)-(半径aの円)=π(2at-t^2)となる。
    よって求める体積は
    ∫[0,a]πa^2dt+∫[a,2a]π(2at-t^2)dt=5/3*πa^3
    となります。

    の間違いですね…すいません。
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■17524 / inTopicNo.6)  Re[4]: 積分による体積
□投稿者/ miyup 大御所(766回)-(2006/09/21(Thu) 22:57:10)
    いえいえ、そこではなくて

    >(半径√(t^2-2at+2a^2)の円)-(半径aの円)=
    (半径√2*aの円)-(半径L(t)の円)=

    ではないですか?
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■17525 / inTopicNo.7)  Re[5]: 積分による体積
□投稿者/ U.T 一般人(16回)-(2006/09/21(Thu) 23:08:36)
    >miyupさん
    ごめんなさい
    (半径√2*aの円)-(半径√(t^2-2at+2a^2)の円)=
    の間違いです。
    計算自体はこれでやったのですけど文章の方を直すの忘れてました…

    何度もすいませんでした。
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■17527 / inTopicNo.8)  Re[6]: 積分による体積
□投稿者/ miyup 大御所(767回)-(2006/09/21(Thu) 23:24:57)
    2006/09/21(Thu) 23:27:29 編集(投稿者)

    実際の回転体の形ですが
    xz平面で言えば断面がA(a,0),B(a,a),C(√2a,2a),D(√2a,0)を結んだ台形ABCDを、z軸で回転させた形だと考えました。
    いかがでしょう。
    (実際の形がわからないと個人的に「気持ち悪い」ので…しつこくてごめんなさい)
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■17528 / inTopicNo.9)  Re[7]: 積分による体積
□投稿者/ U.T 一般人(17回)-(2006/09/22(Fri) 00:21:16)
    > xz平面で言えば断面がA(a,0),B(a,a),C(√2a,2a),D(√2a,0)を結んだ台形ABCDを、z軸で回転させた形だと考えました。
    この場合上の計算でも書いたようにy=0においての断面図は
    x=√(z^2-2az+2a^2),(a≦z≦2a)
    となるので台形にはならないと思います。(台形として体積を計算するともちろん全く違う値が出てきます。)
    なのでこの問題では実際の形を勝手に予想して解いてしまうと見事にはまってしまうので、やはり着実に断面積を媒介変数表示して積分するしかないと思うのですが。
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