高校数学Ⅲ
5分で解ける!曲線の長さ(1)に関する問題
- ポイント
- 問題
- 問題
この動画の問題と解説
問題
一緒に解いてみよう
解説
これでわかる!
問題の解説授業
問題1では,
(dx/dt)2+(dy/dt)2
= 9sin2tcos2t
と求めました。この値を利用して,計算しましょう。
√(9sin2tcos2t)=|3sintcost|
曲線の長さLは,
L=∫0(π/2)√(9sin2tcos2t)dt
によって求められます。
√(9sin2tcos2t)=|3sintcost|
ですが,特に0≦t≦(π/2)の区間では,sinもcosも0以上になるので,
L=∫0(π/2)3sintcostdt
です。
sinの2倍角の公式を活用
sintcost の積分方法は覚えていますか?三角関数sinの2倍角の公式を活用して,
sin2t=2sintcost
⇔ sintcost=(sin2t)/2
と変形できます。よって,
L=∫0(π/2)3sintcostdt
=(3/2)∫0(π/2)sin2tdt
=(3/2)[-(1/2)cos2t]0(π/2)
あとは代入計算をすれば,答えが求まります。
x=cos3t,y=sin3tで表される曲線について,0≦t≦(π/2)の区間の曲線の長さLを求める問題です。曲線の長さは,次のポイントの公式から求められます。