★東大入試作問者になったつもりのスレ★ 第七問
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0643132人目の素数さん
2006/11/29(水) 05:44:28いまさらなんだけど
切断面を z = y√3 とし、その法線方向をY軸とする。
つまり y軸,z軸をx軸の周りに30゚回す。
y = Ycos(30゚) + Zsin(30゚) = (Y√3 +Z)/2,
z =-Ysin(30゚) + Zcos(30゚) = (-Y+Z√3)/2.
とおく。円錐の式は
0 < z < 2 -√{3(x^2+y^2)} ⇔ Y/√3 < Z < (2-Y)/√3 -{(√3)/(2(1+Y))}x^2,
となる。Yを固定すれば、これは放物線の一部である。
また切断面の式は
z < y/√3 ⇔ Y > 0,
ところで 放物線の幅をW, 高さをH とすると
|x| < (2/√3)√(1-Y^2) より、W = (4/√3)√(1-Y^2),
Y/√3 < Z < (2-Y)/√3 より、H = (2/√3)(1-Y),
よって断面積は
S(Y) = (2/3)WH = (16/9)(1-Y)√(1-Y^2) (0<Y<1).
したがって
V = ∫[0,1] S(Y)dY = (4/9)∫[0,1] 4(1-Y)√(1-Y^2)dY = (4/9)(π - 4/3).
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