I=∫02π(xcosθ+ysinθ−θ)2dθ
=∫02π(x2cos2θ+xycosθsinθ−xθcosθ+xycosθsinθ
+y2sin2θ−yθsinθ−xθcosθ−yθsinθ+θ2)dθ
=∫02π(x2cos2θ+y2sin2θ+θ2+2xycosθsinθ−2xθcosθ−2yθsinθ)dθ
=[x2(21θ−41sin2θ)+y2(21θ+41sin2θ)+31θ3]02π−2x[θsinθ]02π+∫02πsinθdθ
−2y[θ(−cosθ)]02π−∫02πcosθdθ
=πx2+πy2+38π3+4πy
=πx2+38π3+{π(y+2)2−4π}
これから
x=0、y=−2 のとき最小となり
I=38π3−4πとなる