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大阪大学 基礎工学研究科 電子光科学 (システム創成専攻) 2014年度 電子光科学 [I-1]

Author​

祭音Myyura (co-authored with GPT 5.6 SOL)

Description​

次の積分を求めよ。ただし、a>0a>0 とする。

∭Dx2 dx dy dz,D={(x,y,z)∣x2+y2+z2≤a2}.\iiint_Dx^2\,dx\,dy\,dz,\qquad D=\{(x,y,z)\mid x^2+y^2+z^2\le a^2\}.

Kai​

領域の対称性と球座標より

∭Dx2 dV=13∭D(x2+y2+z2) dV=4π3∫0ar4 dr=4πa515.\iiint_Dx^2\,dV=\frac13\iiint_D(x^2+y^2+z^2)\,dV =\frac{4\pi}{3}\int_0^a r^4\,dr =\boxed{\frac{4\pi a^5}{15}}.