広島大学 先進理工系科学研究科 情報科学プログラム 2021年1月実施 専門科目I 問題2
Author
samparker, 祭音Myyura
Description
以下の問いに答えよ。
(1) 不定積分 \(\int \frac{d\theta}{\sin\theta}\) を求めよ。
(2) 領域 \(\left\{(x,y) \in \mathbb{R}^2 \mid |xy| \geq 1, x^2 + y^2 \leq R^2 \right\}, R \geq 0\) の面積 \(S(R)\) を求めよ。
(3) \(\lim_{R \to \infty} \frac{S(R)}{\pi R^2}\) を求めよ。
Answer the following questions:
(1) Calculate the integral: \(\int \frac{d\theta}{\sin\theta}.\)
(2) Find the area \(S(R), R \geq 0,\) of the region \(\left\{(x,y) \in \mathbb{R}^2 \mid |xy| \geq 1, x^2 + y^2 \leq R^2 \right\}.\)
(3) Find the limit: \(\lim_{R \to \infty} \frac{S(R)}{\pi R^2}.\)
Kai
(1)
substitute \(\cos \theta\) by \(t\), we have
(2)
Since \((x^2 + y^2) / 2 \geq \sqrt{x^2 y^2}\), we have
Hence the region can be rewritten as \(\{(x,y) \in \mathbb{R}^2 \mid 2 \leq x^2 + y^2 \leq R^2\}\), and the area of which is