某天jandan上赫然有一篇《请用小学的方法解出这道数学题》。
大概图是这样子:

如上图,题中给出一个正方形,边长为1,正方形里面有一个扇形和一个半圆形,求的是扇形和半圆形交叉部分(就是两个弓形)a的面积。
然后想了一下,应该可以积分吧~
然后发动大家想了很久~
CJL师兄算出一个很接近的答案,但是还是有错误~
最后决定,应该没啥初等的办法可以解决。
第一种做法,是正反三角函数求边~显然是可以求的~
【但是整个过程真的很猥琐,用好几次倍角公式化简~然后最后带出长长的等待计算器解决的式子~不过确实是可以算~】
所以,我们来积分吧。
显然以左下角为原点列出方程:
x^2+(y-1)^2=1
(x-1/2)^2+y^2=0
联立可得交点在(0,0), (4/5,y2)
(y2可以不用算~我们主要是要积分出一个界)
然后函数
s = sqrt(1-x)+sqrt((1/2)^2-(1/2-x)^2)-1
积分
很囧的用Wolfram的mathematica弄出来的结果是:

我一直很囧的没去验证。
直到,突然领悟到,函数要讲求定义域!!!
显然定义域domain: [0,1]
显然上面有个x-1开根号~
太囧了,用个虚数去求它的对数。
于是又搁置了下来。
***
到了这次去韶关的路上,在前往广州的大巴上,由于空虚我再次向身旁的_gXX同学提出此问题。
然后刚好他很想普及一下ghk牛的积分。
所以就积分起来。
首先狗牛质疑了我算出来的0.8,很快承认他质疑是不明智的~~~ :-:= =
很不幸第一个部分就积了比较久。还想着怎么微回去检验一下。
结果他laptop上的mathematica证明第一部分积出来对的:
=arcsin(x)/2+x*sqrt(1-x^2)/2 + C (根据狗牛习惯,“省略”去C,考试勿学,下同)
然后我用mathematica算了整个的结果,证明结果跟wolfram上一样~(本来wolfram就是用mathematica积的)
_gXX牛鄙视地说,手积吧~是软件就有bug。不定积分有了bug,定积分就出来个0.i。
在车上问了所有STTeam的成员,没一个能算出来(不论是初等方法还是积分)~_gXX说,Wei没有来。

于是经过狗牛的普积教育,广大OIers终于解出:

【大家不要学这种省略写法!~】
经过freepascal的验证,这个函数在0到4/5的定积分是:
| ( arcsin (x) / 2 + x * sqrt ( 1 - sqr (x) ) / 2 ) - ( sin(4*arccos(sqrt(x)))/16 - arccos(sqrt(x))/4) - x | ( 0 , 4/5 )
=0.2404347884

这个与几何画板的结果显然是吻合的。

显然mathematica的实数部分也是对的~
所以~~~
至此~
这道小学奥数题圆满解决。
QED
(想象如果一台电脑发出这样的感叹~)
phoeagon
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