命題(\(\frac{1}{6}\)公式)
定数\(\alpha,\beta\)に対して,次が成り立つ.
$$
\int_\alpha^\beta (x-\alpha)(x-\beta)\ dx
\ =\
-\frac{1}{6}(\beta-\alpha)^3
$$
\(\frac{1}{6}\)公式は, 次のように言い換えることができる.
命題.
\(f(x)=ax^2+bx+c\)とする.
放物線\(C:y=f(x)\)と,
直線\(\ell:y=px+q\)が,異なる2点\((\alpha,f(\alpha)),\ (\beta,f(\beta))\)
で交わっているとする
(ただし,\(\alpha<\beta\)とする).
このとき,
放物線\(C\)と直線\(\ell\)で囲まれる部分の面積\(S\)について
次が成り立つ.
$$
S
\ =\
\frac{|a|}{6}(\beta-\alpha)^3
$$
上の命題を証明し, 最後に, 2つの放物線で囲まれる部分の面積や, 三次曲線で囲まれる部分の面積についても, \(\frac{1}{6}\)公式が使える場合があることについて 説明する.