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現在地と前後の項目 *** 定積分 *** /定積分の基本/定積分の置換積分法1/定積分の置換積分法2/定積分の部分積分法/limΣ→定積分/limΣ(2)入試問題/Excelで定積分/多項式.分数.無理関数の定積分/無理関数の定積分/三角関数の定積分/絶対値.三角関数の定積分/定積分の漸化式/間接的に求める/定積分で定義される関数/ *** 面積 *** /閉曲線で囲まれた面積1/閉曲線で囲まれた面積2（媒介変数）/閉曲線で囲まれた面積3（媒介変数）/ *** 微分方程式 *** /変数分離形微分方程式/定数係数の２階線形微分方程式（同次形）/定数係数の２階線形微分方程式（非同次形）/ *** 体積,表面積 *** /体積,表面積/ *** 曲線の長さ *** /曲線の長さ/ 
【基本】右図のような図形の面積は， S=b∫a{ f(x)−g(x) }dx で求められます． 
円x2+y2=4の方程式をyについて解くと， y=±  √22−x2となるので，この円の面積は S=2∫−2{ √22−x2−(−√22−x2) }dx
=2∫−22√22−x2dx
で求められますが，右の解説のように，結果は4πになります． 閉曲線2x2−2xy+y2=4によって囲まれた図形の面積 y2−2xy+(2x2−4)=0を解の公式を用いてyについて解くと y=x± √(−x)2−(2x2−4)=x±√4−x2となる．
4−x2≧0から定義域は−2≦x≦2
この閉曲線で囲まれた図形の面積は
S=2∫−2{ (x+グラフは，y=xに半円y=  √4−x2を足したもの，及び引いたものだから
 √4−x2)−(x−√4−x2) }dx
=22∫−2√4−x2dx=4π
となって，【例１】と同じになります．
計算上はxが差し引きで消えてしまうせいです．
図形上は，（上）：x+ √4−x2も（下）：x−√4−x2も
√4−x2と−√4−x2から同じ分量xだけ持ち上げているので，面積は元の円と等しいということになります．
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 （参考）左で述べた S=b∫a{ f(x)−g(x) }dx は，絶対的なものではありません．右図のように縦に切ると幾つもの区間に場合分けしなければならず，横に切れば場合分けが簡単になるときは x=の形に解きなおして，右（大きい方）をx=p(y)，左（小さい方）をx=q(y)すると， S=β∫α{ p(y)−q(y) }dy で求められます． 【例１】の円では，縦に切っても横に切っても切り口は２本の線になるので，よく使う縦に切る方法で解説しています．
【図で考えると楽になる計算…半円の面積】
（参考）…置換積分によって上記の(1)を計算する方法
定数a>0のとき，
a∫−a√a2−x2dx…(1)
をていねいに計算しようとすると，下記の参考のような計算を行うことになり，この変形を毎回行うのは大変です．図で考えると，(1)は右図のような半円の面積を表しており a∫−a √a2−x2dx= πa22とすることができます．
なお，この計算がこのように簡単になるのは，積分区間が−a≦x≦aという形で，「半円の全部」になっている場合であることに注意してください．
a/2∫−a/2
√a2−x2dxのような場合は，これほど簡単にはなりません．
変形の要点
I=a∫−a1−sin2t=cos2tだから cost>0のとき， √1−sin2t=costとなることに目を付けるとx=asintと置けば √a2−a2sin2t=acostとなって，根号がはずれます．
√a2−x2dxを計算するために
x=asintとおけば
dxdt=acost → dx=acostdt√1−sin2tacostdt− π2≦t≦π2のときcost>0だからI=π/2∫−π/2a2cos2tdt=a2π/2∫−π/2 1+cos2t2dt=πa22 |
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右図のような半円の面積が
3∫−3√9−x2dx
だから，9π2…（答）
置換積分を用いて厳密にていねいに計算してもできるが，（解き方が指定されていなければ）図を見て簡単に求めてもよい．
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y2−4xy+(5x2−4)=0を解の公式を用いてyについて解くと y=2x± √(−2x)2−(5x2−4)=2x±√4−x2 (−2≦x≦2)となる．
4−x2≧0から定義域は−2≦x≦2
この閉曲線で囲まれた図形の面積は
S=2∫−2{ (2x+√4−x2)−(2x−√4−x2) }dx
=22∫−2√4−x2dx
となって，【例１】と同様に，原点を中心とする半径2の円の面積だから4πになります．
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y2+2xy+(2x2−1)=0を解の公式を用いてyについて解くと y=−x± √1−x2 (−1≦x≦1)となる．
1−x2≧0から定義域は−1≦x≦1
この閉曲線で囲まれた図形の面積は
S=1∫−1{ (−x+√1−x2)−(−x−√1−x2) }dx
=21∫−1√1−x2dx
となって，原点を中心とする半径1の円の面積だからπになります．
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【例３】 S=4∫−2 √8+2x−x2dx
のように，xの項を含む場合は，平方完成により
S=4∫−2√−(x2−2x)+8dx
=4∫−2√−{(x−1)2−1}+8dx
=4∫−2√9−(x−1)2dx
と変形すると
x−1=tとおく置換積分により
S=3∫−3
dxdt=1 → dx=dt√9−t2dtとなって，
原点を中心とする半径3の上半円の面積になるから
S=9π2と求められます．
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【例４】 S=**∫** √c+bx−a2x2dx (a>0)
のように，x2の項に係数が付いている場合は
S=a**∫**√e+dx−x2dx
と変形することにより，左の【例３】と同様に（半）円の面積と結びつけることができます．
S=0∫−2
S=20∫−2√−8x−4x2dxを求めるには
√−2x−x2dx=20∫−2√−(x2+2x)dx
=20∫−2√−{(x+1)2−1}dx
=20∫−2√1−(x+1)2dx
x+1=tとおく置換積分により
S=21∫−1
dxdt=1 → dx=dt√1−t2dt=π
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5∫1√−x2+6x−5dx=5∫1√−(x2−6x)−5dx
=5∫1√−{(x−3)2−9}−5dx=5∫1√4−(x−3)2dx=Iとおく
x−3=tとおくと置換積分により
I=2∫−2
dxdt=1 → dx=dt√4−t2dt（半径2の円の上半分だから）=2π
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y2+2xy+(5x2−16x+12)=0を解の公式を用いてyについて解くと，y=−x±√−4x2+16x−12=−x±2√−x2+4x−3 定義域は，−x2+4x−3≧0から1≦x≦3 この閉曲線で囲まれた図形の面積は S=3∫1{ (−x+2 √−x2+4x−3)−(−x−2√−x2+4x−3) }dx
=43∫1√−x2+4x−3dx=43∫1√−(x2−4x)−3dx
=43∫1√−{(x−2)2−4)−3dx=43∫1√1−(x−2)2dx
x−2=tとおくと置換積分により
43∫1
dxdt=1 → dx=dt√1−(x−2)2dx=41∫−1√1−t2dt
となって，原点を中心とする半径1の半円の面積×4=2πになります．
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 （図形的な意味）次の図において ∠AQB=90°, △APQ∽△QPB → AP:PQ=PQ:PBとなることから (x−a):y=y:(b−x) y= √(x−a)(b−x)
になり，与えられた積分はx=a, x=bを直径の両端とする半円の面積になります．半径r= b−a2の半円の面積になるから
S=12π(b−a2)2=π8(b−a)2
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（式の変形だけで示すには，かなり長い変形を要します･･･以下は要点）
S=b∫a √(x−a)(b−x)dx
とおき，根号内を平方完成します．(x−a)(b−x)=−x2+(a+b)x−ab=−{x2−(a+b)x}−ab =−{(x− a+b2)2−(a+b2)2}−ab=−(x−a+b2)2+(b−a2)2
ここで
a+b2=p , b−a2=r
とおくと
S=b∫a
S=√r2−(x−p)2dx
x−p=tの置換積分により
S=r∫−r√r2−t2dt
となって，半径r=b−a2の半円の面積になるから
12π(b−a2)2=π8(b−a)2
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＝＞［作者］：連絡ありがとう．-1≦x≦-3ということはありません（-1が-3よりも小さい［以下］ということはない）．左図のようになりますので，元の答案で正しいです．2次不等式の解き方があなたの弱点ですので簡単に復習しておくとよいでしょう．