解答

0 ≤ x ≤ 1 より 0 ≤ h ≤ 1 である。
水深 h のときの体積は回転体の体積を計算して、
つまり ∫0hπ (y1/2)2dy を計算して、 πh2/2 と知る。
時刻 t における水深と残っている容積を各々
h(t), V(t) で表すと。題意より
(a) h(0) = 1
(b) V(t) = πh(t)2/2;
(c) dV(t)/dt = -h(t)1/2
を得る。(b) 及び (c) より
πh(t)×dh(t)/dt = -h(t)1/2 を得て
dh(t)/dt = -1/(πh(t)1/2) を得る。
d(h(t)3/2)/dt = 3/2 h(t)1/2×dh(t)/dt = -3/(2π)
(d) h(t)3/2 = -3/(2π)t + C
を得る。ここで C は定数である。
h(0) = 1 なので C = 1 である。
h(T) = 0 より T = 2π/3 である。

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