![]() ![]() *** 大区分 *** 数Ⅰ・A数Ⅱ・B数Ⅲ高卒・大学初年度 *** 中区分 *** ベクトル・行列連立方程式複素数関数・数列微分積分微分方程式統計maxima ※高卒から大学初年度レベルの「積分」について,このサイトには次の教材があります.
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○図1のような立体の体積(縦棒の体積の総和)は,面積要素ds=dxdyに高さz=f(x, y)を掛けて得られる体積要素
dV=f(x, y)ds=f(x, y)dxdy の総和として,定義域D上の重積分 ∫∫D f(x, y)dxdy で求めることができます.
図1
○f(x, y)が連続関数で,各変数の定義域がa≦x≦b, α≦y≦βであるとき,この重積分は
β∫α![]() ![]() ![]() または b∫a ![]() ![]() のように,1変数の積分の繰り返しによって行うことができます. (1)は図2のように,まず変数yを固定して,各々のyについて,xで積分し(図で示した壁の面積S(y)を求めて),次にyの関数として表されたその面積をyで積分することによって体積を求めることに対応しています.
図2
(2)は図3のように,初めにxを固定してyで積分し,図で示した壁の面積S(x)を求めて,次にxで積分するものです.![]()
図3
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 1∫0 ![]() ![]() のように計算できます. |
○この頁に登場する【問題】は,公益社団法人日本技術士会のホームページに掲載されている「技術士第一次試験過去問題 共通科目A 数学」の引用です.(=公表された著作物の引用)
○【解説】は個人の試案ですが,Web教材化にあたって「問題の転記ミス」「考え方の間違い」「プログラムの作動ミス」などが含まれる場合があり得ます. 問題や解説についての質問等は,原著作者を煩わせることなく,当Web教材の作成者(<浅尾>mwm48961@uniteddigital.com)に対して行ってください.
平成16年度技術士第一次試験問題[共通問題]
【数学】Ⅲ-12 閉領域D:0≦x≦1, 0≦y≦xに対して, ∫∫D (x+ay)dxdy=1 となるとき,定数aの値は次のどれか. 10 21 32 43 54 解説
まず,yについて積分してから,次にxについて積分すると
∫∫D (x+ay)dxdy=1∫0
![]() ![]() x∫0 (x+ay)dy=[ xy+ ![]() ![]() ![]() 1∫0 ![]() ![]() ![]() = ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() a+2=6 a=4 → 5 ※ この問題で,変数x→yの順に積分すると,計算がやや長くなる 0≦x≦1, 0≦y≦x→y≦x≦1, 0≦y≦1と読み替える ∫∫D (x+ay)dxdy=1∫0 ![]() ![]() 1∫y (x+ay)dx=...= ![]() ![]() 1∫0 ( ![]() ![]() ![]() よりa=4 |
平成17年度技術士第一次試験問題[共通問題]
【数学】Ⅲ-10 閉領域D:0≦x≦1, x≦y≦1に対して, 重積分∫∫D x2y dxdyの値は次のどれか. 1 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
まず,yについて積分してから,次にxについて積分すると
∫∫D x2y dxdy=1∫0
![]() ![]() 1∫x x2y dy=[ ![]() ![]() ![]() 1∫0 ( ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ※(別解) 0≦x≦y≦1→0≦x≦y, 0≦y≦1と読み替える y∫0 x2y dx=[ ![]() ![]() 1∫0 ![]() ![]() ![]() |
平成18年度技術士第一次試験問題[共通問題]
【数学】Ⅲ-10 重積分∫∫D e−x+ydxdyの値は,次のどれか.ただし, D:0≦y≦x≦1とし,eは自然対数の底とする. 1e−2 2e−1 3e−1 4e 5e+1 解説 ![]() まず,0≦y≦xの区間についてyについて積分してから,次に0≦x≦1の区間についてxについて積分すると ∫∫D e−x+ydxdy=1∫0 ![]() ![]() x∫0 e−x+ydy=[ e−x+y =1−e−x 1∫0 (1−e−x)dx=[ x+e−x =(1+e−1)−(0+1)=e−1 → 3 ![]() 0≦y≦x≦1 → y≦x≦1かつ0≦y≦1 まず,y≦x≦1の区間についてxについて積分してから,次に0≦y≦1の区間についてyについて積分すると ∫∫D e−x+ydxdy=1∫0 ![]() ![]() 1∫y e−x+ydx=[ −e−x+y =(−e−1+y)−(−e0)=1−ey−1 1∫0 (1−ey−1)dy=[ y−ey−1 =(1−1)−(0−e−1)=e−1 → 3 |
平成19年度技術士第一次試験問題[共通問題]
【数学】Ⅲ-11 重積分∫∫Dsinx cosy dxdyの値は,次のどれか.ただし, D:0≦x≦ ![]() ![]() 1 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 解説
∫∫Dsin x cos y dxdy=π−3∫0
![]() ![]() π−2∫0sin x cos y dx=[ −cos x cos y=cos y π−3∫0cos y dy=[sin y= ![]() ![]() |
平成20年度技術士第一次試験問題[共通問題]
【数学】Ⅲ-11 D : 0≦x≦π, 0≦y≦1のとき, 重積分∫∫D xcosxy dxdyの値は次のどれか. 1 ![]() ![]() ![]() 解説
∫∫D x cos xy dxdy=π∫0
![]() ![]() 1∫0 x cos xy dy=[sin xy=sin x π∫0sin x dx=[ −cos x=(−(−1))−(−1)=1+1=2 → 5 |
平成21年度技術士第一次試験問題[共通問題]
【数学】Ⅲ-10 重積分∫∫D (x−y)2 dxdyの値は,次のどれか. ただし,D : x≧0, y≧0, x+y≦1とする. 1 ![]() ![]() ![]() ![]() 解説
x≧0, y≧0, x+y≦1 → 0≦y≦1−x, 0≦x≦1とする
∫∫D (x−y)2 dxdy=1∫0 ![]() ![]() 1−x∫0 (x−y)2 dy=[ ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() = ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
平成22年度技術士第一次試験問題[共通問題]
【数学】Ⅲ-10 定数a, bに対して,∫∫D (ax+by)dxdy=1とする. このとき,a+bの値は,次のどれか.ただし,D : 0≦x≦1, 0≦y≦1とする. 10 2 ![]() ![]() 解説
∫∫D (ax+by)dxdy=1∫0
![]() ![]() 1∫0 (ax+by)dy=[ axy+ ![]() ![]() 1∫0 (ax+ ![]() ![]() ![]() = ![]() ![]() a+b=2 → 5 |
平成23年度技術士第一次試験問題[共通問題]
【数学】Ⅲ-10 重積分∫∫D (x+y)2 dxdyの値は,次のどれか. ただし,D : 0≦x≦1, 0≦y≦1とする. 1 ![]() ![]() ![]() ![]() 解説
∫∫D (x+y)2 dxdy=1∫0
![]() ![]() 1∫0 (x+y)2 dx=[ ![]() ![]() ![]() ![]() = ![]() ![]() |
∫∫D (x+2y)dxdy=3∫2
![]() ![]() 3∫1 (x+2y)dx=[ ![]() ![]() ![]() =4+4y 3∫2 (4+4y)dy=[ 4y+2y2 =(12+18)−(8+8)=14 → 5 |
■[個別の頁からの質問に対する回答][重積分について/17.3.22]
H24のⅢ-10の問題いいですね。
=>[作者]:連絡ありがとう. |
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