福田の数学〜神戸大学2024年理系第4問〜回転体の体積 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜神戸大学2024年理系第4問〜回転体の体積

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 1辺の長さが$\sqrt 2$の正方形ABCDを底面にもち、高さが1である直方体ABCD-EFGHを、頂点の座標がそれぞれ
A(1,0,0), B(0,1,0), C(-1,0,0), D(0,-1,0),
E(1,0,1), F(0,1,1), G(-1,0,1), H(0,-1,1)
になるように$xyz$空間におく。以下の問いに答えよ。
(1)直方体ABCD-EFGHを直線AEのまわりに1回転してできる回転体を$X_1$とし、また直線ABのまわりに1回転してできる回転体を$X_2$とする。$X_1$の体積$V_1$と$X_2$の体積$V_2$を求めよ。
(2)0≦$t$≦1 とする。平面$x$=$t$と線分EFの共有点の座標を求めよ。
(3)直方体ABCD-EFGHを$x$軸のまわりに1回転してできる回転体を$X_3$とする。
$X_3$の体積$V_3$を求めよ。
単元: #積分とその応用#面積・体積・長さ・速度#神戸大学#数学(高校生)#数Ⅲ
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 1辺の長さが$\sqrt 2$の正方形ABCDを底面にもち、高さが1である直方体ABCD-EFGHを、頂点の座標がそれぞれ
A(1,0,0), B(0,1,0), C(-1,0,0), D(0,-1,0),
E(1,0,1), F(0,1,1), G(-1,0,1), H(0,-1,1)
になるように$xyz$空間におく。以下の問いに答えよ。
(1)直方体ABCD-EFGHを直線AEのまわりに1回転してできる回転体を$X_1$とし、また直線ABのまわりに1回転してできる回転体を$X_2$とする。$X_1$の体積$V_1$と$X_2$の体積$V_2$を求めよ。
(2)0≦$t$≦1 とする。平面$x$=$t$と線分EFの共有点の座標を求めよ。
(3)直方体ABCD-EFGHを$x$軸のまわりに1回転してできる回転体を$X_3$とする。
$X_3$の体積$V_3$を求めよ。
投稿日:2024.06.10

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指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
定積分$\displaystyle \int_0^1x^2e^{2x}~dx$を求めよ。

定積分$\displaystyle \int_0^\frac\pi2(ax-\sin x)^2~dx$を最小にする実数$a$の値を求めよ。

定積分$\displaystyle I=\int_0^\frac\pi2e^{-3x}\sin x~dx$を求めよ。

自然数$n$について、$\displaystyle I_n=\int_1^e(\log x)^n~dx$とする。
(1) $I_1$を求めよ。
(2) $I_{n+1}$を$I_n$を用いて表せ。
(3) $I_4$を求めよ。
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問題文全文(内容文):
$f(x)=\displaystyle \frac{1}{xe^x}(x \gt 0)$
(1)$f(x)$は単調減少関数であることを示し、$y=f(x)$のグラフをかけ
(2)曲線$y=f(x)$と2直線$y=\displaystyle \frac{1}{e},\ y=\displaystyle \frac{1}{3e^3},$及び$y$軸で囲まれた図形を$y$軸を中心に一回転してできる立体の体積$V$を求めよ。
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問題文全文(内容文):
$\int_{-\sqrt{2}}^{\sqrt{2}}\frac{8}{x^4+4}dx$
(1)部分分数分解せよ
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【数Ⅲ】【積分とその応用】次の曲線の長さLを求めよ。ただし、θは媒介変数a,p,qは定数であり、a>0,0<q<π/2 を満たす。

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教材: #4S数学#4S数学ⅢのB問題解説#中高教材#積分法の応用
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
次の曲線の長さLを求めよ。ただし、θは媒介変数a,p,qは定数であり、a>0,0<q<π/2 を満たす。
(1) x=a(cosθ+θsinθ)、y=a(sinθ-θcosθ) (0≦θ≦p)
(2) y=log(cosx) (0≦θ≦p)
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問題文全文(内容文):
$\Large{\boxed{3}}$ (1)m,nを自然数とし、$n \geqq 2$とする。このとき、
$\log\left(1+\displaystyle\frac{n}{m}\right) \lt \displaystyle\sum_{k=m}^{m+n-1}\displaystyle\frac{1}{k} \lt \log\left(1+\displaystyle\frac{n}{m}\right)+\displaystyle\frac{n}{m(m+n)}$
を証明せよ。ただし、$\displaystyle\sum_{k=m}^{m+n-1}\displaystyle\frac{1}{k}=\displaystyle\frac{1}{m}+\displaystyle\frac{1}{m+1}+\cdots+\displaystyle\frac{1}{m+n-1}$とする。
(2)2以上の自然数$n$に対して
$a_n=\displaystyle\sum_{k=1}^n\frac{1}{(2n+k)(n+1-k)}$
$b_n=\displaystyle\frac{\log n}{n}$
とおく。$\displaystyle\lim_{n \to \infty}\frac{a_n}{b_n}$を求めよ。

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