積分が3秒で解ける!「1/6公式」の導出・証明と共通テスト攻略

積分が3秒で解ける!「1/6公式」の導出・証明と共通テスト攻略

積分が3秒で解ける!「1/6公式」の導出・証明と共通テスト攻略の見逃せないポイントをわかりやすく整理しました。

1/6公式をマスターした後にぜひ押さえておきたいのが、入試で差がつく関連公式である「1/3公式」と「1/12公式」です。これらを知っておくことで、接線が絡む複雑な面積問題も瞬時に解法が見えてきます。

① 1/3公式(放物線と1本の接線、および特定の縦線で囲まれた面積)
放物線 $y = ax^2 + \dots$ と、その上の点 $x = \alpha$ における接線、および直線 $x = \beta$ で囲まれた面積は、以下の式で求められます。
$$S = \frac{|a|}{3}|\beta - \alpha|^3$$
接点を持つため重解 $(x - \alpha)^2$ を積分する形となり、分母が「3」になります。

② 1/12公式(放物線と2本の接線で囲まれた面積)
放物線上の異なる2点 $x = \alpha, \beta$ における2本の接線と放物線で囲まれた図形の面積は、1/6公式のちょうど「半分」の大きさになります。
$$S = \frac{|a|}{12}(\beta - \alpha)^3$$
この関係性を知っておけば、接線の交点 $x = \frac{\alpha + \beta}{2}$ を用いた面倒な2分割積分を行うことなく、一撃で面積を導出できます。

佐藤 大輔
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佐藤 大輔

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