解答

f'(x) = sin x + x cox x なので
f'(π/2) = 1 である。
よって 点 (π/2,π/2) における y = f(x) の法線は
y = -(x - π/2) + π/2 で与えられる。
  (y = -x + π)
考えている図形は左の黄色の部分である。
求める体積は g(x) = {(π-x)2 - (x sin)2} とおくと
g(x) を 0 から π/2 まで積分したものの π 倍である。
 g(x) = π2 - 2πx + x2 - x2(1 - cos 2x)/2
  = π2 - 2πx + x2/2 + (x2cos 2x)/2
である。
(x2 sin 2x)' = 2x2 cos 2x + 2x sin 2x
(x cos 2x)' = - 2x2 sin 2x + cos 2x
(sin 2x)' = cos 2x
であるから
x2 cos 2x の不定積分は
(x2 sin 2x + x cos 2x - sin 2x)/2 である。
従って g(x) を 0 から π/2 まで積分したものは
π3/2 - π3/4 + π3/48 - π/8 = 13π3/48 - π/8
従って、求める解はこれに π をかけて
 13π4/48 - π2/8
である。
(画面構成上記号はできるだけ使わなかったが
本来積分記号を使って書くべきである)
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