\(\frac{1}{3}\)面積公式

命題(\(\frac{1}{3}\)公式) 定数\(\alpha,\beta\)に対して,次が成り立つ. $$ \int_\alpha^\beta (x-\alpha)^2\ dx \ =\ \frac{1}{3}(\beta-\alpha)^3 $$


この当たり前の計算をわざわざ\(\frac{1}{3}\)公式と呼ぶのは, 次のような状況 が良く現れるからである.
\(f(x)=ax^2+bx+c\)とする. 放物線\(C:y=f(x)\)上の 点\((\alpha,f(\alpha))\)における接線を\(\ell\)とする. このとき, 直線\(x=\beta\)と 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. $$ S \ =\ \frac{|a|}{3}|\beta-\alpha|^3 $$

この命題を証明して, \(\frac{1}{3}\)公式は, 2つの放物線が接している場合にも使用できることを説明する.


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