\(\frac{1}{12}\)面積公式(三次曲線と接線)

命題(\(\frac{1}{12}\)公式) 定数\(\alpha,\beta\)に対して,次が成り立つ. $$ \int_\alpha^\beta (x-\alpha)^2(x-\beta)\ dx \ =\ -\frac{1}{12}(\beta-\alpha)^4 $$ $$ \int_\alpha^\beta (x-\alpha)(x-\beta)^2\ dx \ =\ \frac{1}{12}(\beta-\alpha)^4 $$


\(\frac{1}{12}\)公式は, 次のように言い換えることができる.
命題. \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\ (a\ne0)\)とする. 三次曲線\(C:y=f(x)\)上の 点\((\alpha,f(\alpha))\) における 接線\(\ell\)が, 接点とは 異なる点\((\beta,f(\beta))\) で\(C\)と交わっているとする. このとき, \(C\)と\(\ell\)で囲まれる部分の面積\(S\)について 次が成り立つ. $$ S \ =\ \frac{|a|}{12}(\beta-\alpha)^4 $$

放物線とその2接線に関する面積公式 も\(\frac{1}{12}\)公式と呼ばれることがあるが 上の命題とは違うものなので注意すること.


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