• ベストアンサー

回転放物面 z=x^2+y^2 の面積を求める。

回転放物面 z=x^2+y^2 (D:x^2+y^2≦1)の面積を 極座標(r,θ)を用いて x=rcosθ y=rcosθ z=r^2 を用いて計算していったところ 7π/3 となりました。 途中式の不安から質問に至るのですが、これでよいのか・・・考え中です。 もし違うなら捕捉で途中式を追加していきます。 お助けよろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.1

球の場合もそうですが、面積積分の公式を当てはめようとするより、それを導く過程を応用するのが重要です。 回転体の場合xy面内で一様な回転ですから円筒座標を用いるところまでは良いですが、面積素片をちゃんと考察しなければなりません。 この回転放物面はz軸の周りの回転ですから、z軸を含む平面が回転体表面を切ったときの放物線の接線と、回転方向が直交するのは明らかです。 従って面積素片は (回転方向の線素)×(放物線の線素)になります。 回転方向の線素 = rdθ 放物線の線素 = √( (dz)^2 + (dr)^2 ) = √( 1 + (∂z/∂r)^2 ) dr = √( 1 + (2r)^2 ) 従って、面積素片は、 dS = r√( 1 + (2r)^2 ) drdθ 個々に、r=0~1、θ=0~2π で、答えは 7π/3 にはなりません。 円筒座標での公式、 dS = √( r^2 + r^2(∂z/∂r)^2 + (∂z/∂θ)^2 ) drdθ も上に一致することがわかります。

ren96
質問者

お礼

補足の訂正 答えは (5√5 - 1)π/6 に、なりました。 何度も失礼しました・・・

ren96
質問者

補足

ご回答ありがとうございます。 追記 私のやり方で 答えが 5π√5/6 になりました。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

その他の回答 (1)

回答No.2

>(5√5 - 1)π/6 で合っています。解決ですね。

ren96
質問者

お礼

返事が遅れてしまい申し訳ありません。 ささいな計算ミスがめだっていたので、 落ち着いて考えてやっていこうと思います。 ありがとうございました。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 回転放物面の面積要素

    回転放物面2z=x^2+y^2上の領域Dの表面積Aは∫∫_DdSと表すことができる。このときの面積要素dSをr,θを用いて表すとき、ヤコビアンを考えてrdrdθになりますが、r(r,θ)ベクトル=rcosθi+rsinθj+1/2r^2kと置いたとき、dS=|dr(ベクトル)/dr×dr(ベクトル)dθ|drdθを考えるとdS=rdrdθになりません。なぜでしょうか。。

  • 放物線を回転させるとどうなりますか?

    ふと思ったのですが、放物線を座標上で回転させると、どのような式で表せる図形になるのですか?たとえば、y=x^2と合同な図形(放物線)を直線y=xに原点で接するように(かつ第四象限に入らないように)移動させると(簡単に言えば、放物線を頂点を軸に回転移動させると)どうなりますか? とりあえず、ひとつのxに対して複数の解(y)が出るので、関数でないことはわかるのですが、この放物線は一体どういった式で表せるのですか、教えてください。

  • 回転放物面の表面積

    上に凸の放物線と、その放物線にx軸に対して対称な放物線のつくる領域を、y軸を軸に回転させた立体の表面積は、高校数学の範囲で求められますか? 体積は定積分で求められると思うのですが…

  • 空間内で放物線を回転させたときの体積

    <問題> xyz空間内で、z=x^2ー3/4, y=0 で表される放物線をz軸のまわりに1回転してできる放物面を平面z=xで切ったとき、放物面と平面z=xで囲まれる部分の体積を求めよ。 空間は最も不得意な領域なので、図自体がうまく描けません。解くどころではありません。どなたか解答をよろしくお願いいたします。

  • 座標(x,y)から座標(x2,y2)を頂点としてとおり座標(x3,y3)と交わる放物線?

    現在プログラムを作成しているのですが、とあるグラフを表示して 欲しいと言われ困っています。 ニーズは 任意の座標(x,y)と座標(x3,y3)を放物線で記すこと。 ただし、この放物線はxからx3の間隔の8:2の場所に頂点(x2,y2)が あること。 です。 すなわち・・・ (x,y)が(0,50)で(x3,y3)が(100,25)なら 頂点(x2,y2)は(80,?)に あるグラフです。 そもそも、こんなグラフを式でかけるんでしょうか? かけるとしたらどんな式で書けばいいのか教えてください。 条件としては 必ず x<=x3 , y>=y3 , xとx3の間隔は最低100です。 いろいろ参考書とか見てみたのですが、ギブアップです。 お助けください。

  • 放物線と図形の面積

    放物線nは、y=1/4x2乗のグラフである。放物線nと直線mの交点をA,Bとする。Aのx座標が-8、Bのx座標が6である。 (1)放物線上の原点0から点Bの間に点Pを取り、三角形APBの面積が70になるようにする。このときの点Pの座標を求めよ。 という問題と (2)傾き2で平行四辺形AOBQの面積を二等分するような直線の式を求めよ。 (点Qは四角形AOBQが平行四辺形になるようにとる) という問題がわかりません。 (1)は、直線ABを底辺として考えるのでしょうか?三平方の定理を使ってABの長さを出しても、その先がわかりません。 (2)はまったく解りません どなたか 助けてください  行き詰ってます! よろしくお願いします

  • 放物線y=x^2 -1とy=-x+1で・・・

    放物線y=x^2 -1とy=-x+1で囲まれる部分の面積は□である。 □の部分をお願いします!

  • (V: |x|+|y|+|z| <= 1)と(V: x+y+z <=

    (V: |x|+|y|+|z| <= 1)と(V: x+y+z <= 1; x>=0, y>=0, z>=0)は同じ意味? 次の多重積分を計算せよ。 ∫∫∫_V x dx dy dz V: |x|+|y|+|z| <= 1 という問題で、答えが 「x座標がxでyz平面に並行な平面によるVの切り口 |y|+|z| <= 1-|x| の面積は S(x) = 2(1-|x|)^2 で、 積分は∫[-1,1] x S(x) dx に等しく、被積分関数は奇。よって0。」となっています。 そこで質問ですが、 V: |x|+|y|+|z| <= 1 は V: x+y+z <= 1 x>=0, y>=0, z>=0 とまったく同じ意味でしょうか? 他の本に後者の形で定義された問題があったので応用できないかと考えています。

  • 回転体の表面積

    回転体の表面積を求めようとしていますが、計算がわかりません。 (x+2)^2+(y-1.5)^2=3.5^2の円が座標上にあります。x=1.2の直線を引いたとき、この直線とy軸とx軸と円の上部のR部分(x=0から1.2まで)によって囲まれた部分をx軸で回転させたときの立体の上底面を除いた側面の表面積を求めようとしています。 S=2π∫[a,b]f(x)√(1+{f'(x)}^2)dxの公式を用いればできると考え、 あてはめました。 S=2π[1.2,0]{1.5+√(3.5^2-(x+2)^2)}√{1+(1.5+√(3.5^2-(x+2)^2))   ^2} ですが、この先の計算方法がわかりません。ルートは^1/2と考えて計算していけば良いのでしょうか? ご助言お願いしたいです!

  • 3次元で放物線を奥に45度回転

    3次元空間で放物線z=x^2をz軸を中心として、y軸方向に45度回転させたときの 放物線の式はどのようにして求まりますか?

シアンだけ印刷できない
このQ&Aのポイント
  • EPSON社製品でシアンだけ印刷できない問題について
  • インクを変えてもシアンだけ印刷できない原因と対策
  • シアンだけ印刷できないトラブルについてご相談します
回答を見る