✨ ベストアンサー ✨
ひきわり様
2行目のおわり、8πa²(1-1)でななく、8πa²{1-(-1)}です。
【補足】
別解をひとつ。
(与式)
=4πa²∫(0~2π) (1-cos t) sin(t/2) dt
=8πa²∫(0~2π) sin³(t/2) dt ←半角の公式より 1-cos t=2sin²(t/2)
=16πa²∫(0~π) sin³(t/2) dt ←y=sin³(t/2) のグラフは区間[0,2π]で 0 以上であり、かつ、直線t=πに関して線対称だから …①
ここで、t/2=uとするとdt=2du
t:0~π のとき u:0~π/2 であるから、
(与式)
=32πa²∫(0~π/2) sin³ u du
=32πa²・(2!!/3!!) ←n:奇数のとき、∫(0~π/2) sinⁿx dx=(n-1)!!/n!!
=64πa²/3 ■
なお、①はy=sin(t/2) のグラフが区間[0,2π]で 0 以上であり、かつ、周期がT=2π であることから分かります。
ありがとうございます😭