質問<2647>2005/10/27
from=たぁちん
「囲まれた部分の面積」


曲線y=|x^2-2x|と直線y=x+4で囲まれた部分の面積を求めよ。

★希望★完全解答★

お返事2005/10/28
from=武田


y=x^2-2x がx軸と交わる点のx座標は
x^2-2x=0より、
x(x-2)=0
∴x=0,2

y=x^2-2x と 直線y=x+4との交点のx座標は
連立して、
x^2-2x=x+4
x^2-3x-4=0
(x-4)(x+1)=0
∴x=-1,4

  |            |/
  |           /|
  |         /  |
  |       /I   |
  |     /  I C |
   \  /    I  /
   |/ I  B I  |
  /| AI    I  |
/   \ I __ I /
     \I/  \I/
―――|――|――――|―――|――――
  -1  0    2   4

囲まれた面積は
S=A+B+Cより、
A=∫_(-1)^0 {(x+4)-(x^2-2x)}dx
 =∫_(-1)^0 (-x^2+3x+4)dx

    1   3      0
 =[-―x^3+―x^2+4x]
    3   2     -1

     1 3     -2-9+24 13
 =0-(―+― -4)=―――――――=―― 
     3 2        6     6

B=∫_0^2 {(x+4)-(-x^2+2x)}dx
 =∫_0^2 (x^2-x+4)dx

    1   1      2
 =[ ―x^3-―x^2+4x]
    3   2      0

   8         8+18 26
 =(― -2+8)-0=――――=――
   3          3    3

C=∫_2^4 {(x+4)-(x^2-2x)}dx
 =∫_2^4 (-x^2+3x+4)dx

    1   3      4
 =[-―x^3+―x^2+4x]
    3   2      2

    64          8
 =(-――+24+16)-(-―+6+8)
     3          3

  -64+120+8-42 128-106 22
 =――――――――――――=―――――――=――
      3           3     3

したがって、
  13 26 22 13+96 109
S=――+――+――=―――――=――― ……(答)
   6  3  3   6    6