京大(02前理1)
(1) f'(x) = (1+x/
/(x+
) = 1/
である。
(2) 曲線は媒介変数表示で
x = θ cos(θ), y = θ sin(θ) と表される。
dx/dθ = cos(θ) - θ sin(θ), dy/dθ = sin(θ) + θ cos(θ) である。
(dx/dθ)
2
+ (dy/dθ)
2
= 1 + θ
2
であるので
求める曲線の長さは
を θ に関して 0 から π まで積分したものである。
それは θ の代わりに x を使うと
を x に関して 0 から π まで積分したものである。
d(x
)/dx =
+ x
2
/
=
+ (1+x
2
-1)/
= 2
- 1/
であるから
(1) の結果とあわせると
の原始関数は
(x
+ log(x+
))/2 であることがわかる。
よって求める長さは (π
) + log(π+
)/2 である。
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