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名古屋市立大学 公立 名古屋市立大学 2010年 第2問
$xy$平面上に,原点Oを中心とする半径1の円$C$があり,点Pは円$C$の周上を動く.また点Pを中心とする半径$r$の円$D$の周上には点Qがある.いま,点Pが点$(1,\ 0)$から円$C$上を反時計回りに動き,同時に点Qは点$(1+r,\ 0)$から円$D$上を時計回りに動く.ただし,点Pは円$C$上で,点Qは円$D$上でともに等速円運動を行い,点Pが円$C$を一周したとき点Qも円$D$を一周する.次の問いに答えよ.

(1)点Pが円$C$を一周したとき,点Qの軌跡はどのような図形になるか,図示せよ.
(2)$(1)$の図形を$y$軸のまわりに回転させた時にできる立体の体積$V$を$r$の関数として表し,そのグラフの概形を描け.
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