ヤコビ行列と重積分 想定問題 2
a を正の定数とし,xy 平面で直線 x=0,y=0,x+y=a に囲まれた三角形の領域を D とする。重積分 ∬D(x+y) dxdy の値が 9 となるとき,a の値として最も適切なものはどれか。
解説
ポイント
三角形の領域での重積分の値が9になる,三角形の大きさ a を求める問題です。
考え方と解き方
a を残したまま,内側の y から順に積分します。領域は 0≦x≦a で,y は 0 から a−x までです。
- y で積分:∫(x+y)dy=xy+y2/2 なので,x(a−x)+(a−x)2/2=(a2−x2)/2
- x で 0 から a まで積分:(1/2)×(a3−a3/3)=a3/3
- a3/3=9 より a3=27,a=3。答えは ②
ほかの選択肢
④(9):積分の値そのものです。a ではありません。
⑤(27):a3 の値です。最後に3乗根をとり忘れています。
覚えておくこと
- 重積分は,内側の変数から1つずつ積分する(累次積分)。内側を積分する間,外側の変数は定数として扱う(テキスト・覚えること)
- x=0,y=0,x+y=a で囲む三角形で x+y を積分すると a3/3(大きさを a 倍にすると値は a3 倍)(テキスト・覚えること)
類似する過去問:平成28年度 基礎科目 I-3-4、令和5年度 基礎科目 I-3-2
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