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ヨッシーの八方掲示板(小中高の算数・数学 質問掲示板)

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質問される方は学年(質問する問題の対象学年)を書いて下さいね。
「答えはわかっているんですが・・・」という場合は、その答えを書いてもらえると、回答しやすいです。


過去の記事のいくつかをこちらに保管してあります。

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(No Subject) / やり直しメン
算数です ニュートン算です

さとしさんは毎月決まった額のお小遣いをもらいます。
貯金もありますが、毎月5,000円ずつ使うと4か月で貯金がなくなります。また1か月に4,000円ずつ使うと12カ月で貯金がなくなります
という問題文で
(1)の問題は毎月もらうお小遣いは何円ですか という問題になります


これはどのように考えればいいですか

No.90077 - 2025/03/28(Fri) 22:44:42

Re: / らすかる
5000円ずつ使うと4ヶ月で貯金がなくなるから、
4ヶ月後まで使える貯金+お小遣いは5000×4=20000円
4000円ずつ使うと4ヶ月で貯金がなくなるから、
12ヶ月後まで使える貯金+お小遣いは4000×12=48000円
この差48000−20000=28000円は8ヶ月の間に貰えるお小遣いだから、
毎月のお小遣いは28000÷8=3500円。
(検算)
毎月のお小遣いが3500円なら4ヶ月で貰えるお小遣いは14000円なので、
貯金は20000−14000=6000円あることになります。
そして3500×12+6000=48000円なので、4000円ずつ使った場合の合計金額とも
一致しています。

No.90078 - 2025/03/29(Sat) 07:57:50
場合の数 / スズ
nを2以上の整数とする。
何も記入されていない白紙がn枚横一列に並んでいる。
これらn枚の白紙に、左から順に0か1を次の条件(*)を満たすように記入するとき、その記入の仕方の総数をAnとする。
Anを求めなさい。

(*)
1を連続して記入する場合、必ず1と記入された紙が偶数枚連続しなければならない。

例えば、n=4のとき、【1011】のように記入するならば、1を3回記入することはできる。
1を奇数回記入してはならないということではない点に留意しなさい。

解説をお願いします。

No.90075 - 2025/03/28(Fri) 18:42:26

Re: 場合の数 / IT
けっこう面倒そうですね。
nを奇数と偶数に分けて
0の有無、
0があるときは 最左端の0の位置によって場合分けして 
 漸化式を立てるのでしょうね。
 最左端の0の左側および最左端の0より右側の部分は、それぞれ条件(*)を満たす必要があります。

No.90076 - 2025/03/28(Fri) 21:43:53

Re: 場合の数 / らすかる
末尾が0で終わっているものをB[n]
末尾が01で終わっているものをC[n]
末尾が2個以上の偶数個の1で終わっているものをD[n]
末尾が3個以上の奇数個の1で終わっているものをE[n]
とすると
A[n]=B[n]+C[n]+D[n]であり
B[2]=2 (00と10)
C[2]=1 (01)
D[2]=1 (11)
E[2]=0 (なし)
B[n+1]=B[n]+C[n]+D[n]
C[n+1]=B[n]
D[n+1]=C[n]+E[n]
E[n+1]=D[n]
となります。
これからA[n]の漸化式を作ると
A[2]=4, A[3]=7, A[4]=14, A[5]=26, A[n+4]=A[n+3]+2A[n+2]-A[n]
となるのですが、これは多分綺麗な形の一般式では書けません(https://oeis.org/A052535)。
私の解釈に間違いがなければ、問題が正しくない気がします。

ちなみにこの漸化式からA[n]を順次求めると
4,7,14,26,50,95,181,345,657,1252,…
のようになり、小さい方いくつかを個別に計算してみると
n=2: 2^2=4通り
n=3: 2^3通りのうち111だけ不適なので2^3-1=7通り
n=4: 2^4通りのうち0111と1110の2つが不適なので2^4-2=14通り
n=5: 2^5通りのうち00111,10111,01110,11100,11101,11111の6つが不適なので2^5-6=26通り
n=6: 2^6通りのうち
000111,010111,100111,110111,
001110,101110,
011100,011101,
111000,111001,111010,111011,
011111,111110
の14個が不適なので2^6-14=50通り
n=7: 2^7通りのうち
0000111,0010111,0100111,0110111,1000111,1010111,1100111,1110111,
0001110,0101110,1001110,1101110,
0011100,0011101,1011100,1011101,
0111000,0111001,0111010,0111011,
1110000,1110001,1110010,1110011,1110100,1110101,1110110,
0011111,1011111,
0111110,
1111100,1111101,
1111111
の33個が不適なので2^7-33=95通り
のようになって(私の解釈が正しければですが)正しそうです。

No.90079 - 2025/03/29(Sat) 08:45:11

Re: 場合の数 / IT
出典は何ですか? 
問題文がそのとおりなら、出題者が考えた解答がまちがっている可能性が高いですね。

No.90080 - 2025/03/29(Sat) 12:38:53

Re: 場合の数 / スズ
春休みの課題(学校のではなく、数学部という部活の)ですが、確認しましたら、訂正が出ていました。

(訂正前)
Anを求めなさい。  

(訂正後)
Anを隣接多項間漸化式で表しなさい。
ここでの隣接多項間漸化式とは、自然数iを用いて、A(n+i)と書けるもののうち、必要なものだけを用いた漸化式を意味する。

自分であらたに漸化式を導入して、連立漸化式に持ち込むとは、全然思いつきませんでした。

ありがとうございました。

No.90081 - 2025/03/29(Sat) 15:16:25

Re: 場合の数 / IT
(訂正後)
Anを隣接多項間漸化式で表しなさい。

ならば、納得ですね

No.90082 - 2025/03/29(Sat) 16:21:09

Re: 場合の数 / IT
No.90076 の考えでやってみました。
A[2] = 4
A[3]= 2^3-1=7

・nが4以上の偶数のとき 
1がn回記入されている  1通り
0が1回以上記入されている場合
 0のとき A[n-1]通り
 10のとき A[n-2]通り
 110のとき A[n-3]通り
 11110のとき A[n-5]通り
 ・・・
 n-1番目が最初の0のとき 2通り
 
∴A[n]=1+A[n-1]+A[n-2]+A[n-3]+A[n-5]+・・・+2
また A[n+2]=1+A[n+1]+A[n]+A[n-1]+A[n-3]+A[n-5]+・・・+2
 よって[n+2]-A[n]=A[n+1]+A[n]-A[n-2]
∴A[n+2]=A[n+1]+2A[n]-A[n-2]
 特にA[4]=1+A[3]+A[2]+2=14 

・nが5以上の奇数のとき 0が1回以上記入されている
 最も左の0の位置によって場合分けする
 0のとき A[n-1]通り
 10のとき A[n-2]通り
 110のとき A[n-3]通り
 11110のとき A[n-5]通り
 ・・・
 n番目が最初の0のとき 1通り

∴A[n]=A[n-1]+A[n-2]+A[n-3]+A[n-5]+・・・+1
また A[n+2]=A[n+1]+A[n]+A[n-1]+A[n-3]+A[n-5]+・・・+1
よってA[n+2]-A[n]=A[n+1]+A[n]-A[n-2]
∴A[n+2]=A[n+1]+2A[n]-A[n-2]
特に A[5]=A[4]+A[3]+A[2]+1=26

・nが4以上のとき偶奇いずれの場合も、A[n+2]=A[n+1]+2A[n]-A[n-2]

※nが偶数の場合と奇数の場合を統一的に書けると、解答がすっきりするかも知れませんね。

No.90083 - 2025/03/30(Sun) 09:50:22
(No Subject) / やり直しメン
2です。 ニュートン算、算数です。

解説書では一分間に入口を通る人数は25+50とありました
なぜ減る人数と増える人数を合わせることで入口に通る人数が75となるのですか?

No.90071 - 2025/03/27(Thu) 20:03:01

Re: / やり直しメン
よろしくお願いします
No.90072 - 2025/03/27(Thu) 20:04:58

Re: / やり直しメン
訂正します

一分間に減る人数です

No.90073 - 2025/03/27(Thu) 20:06:40

Re: ニュートン算 / ヨッシー
24分間に増えた人数は 
 50×24 人
です。元からいた600人と合わせて、
 600+50×24 人
が24分間に減ったので、1分間に減った人数は、
 (600+50×24)÷24=600÷24+50×24÷24=25+50 人
となります。

No.90074 - 2025/03/28(Fri) 00:17:15
数学1a,2b / ゆあ
⑷⑸の解説と答えをお願いします。

⑷は2AP=4sinθとなるところまで分かりましたが、√2BPをどう求めれば良いかわかりません。

No.90063 - 2025/03/27(Thu) 13:53:52

Re: 数学1a,2b / _
APが出せるならBPも同様に出せるはず。

円の中心をOとし、OからBPに垂線OHを下ろす。BP は 2*BH に等しい。
∠OBHは θ-45°(θ≧45°のとき) または 45°-θ (θ≦45°のとき) だから
BH = OB*cos∠OBH = cos(θ-45°) と書ける(cos(-x)=cos(x)に注意)。

あとは展開して √2*BP = 2cosθ+2sinθ となるので、
2*AP+√2*BP = 2cosθ + 6sinθ 。

(5)は、三角関数の合成でもよし、ベクトル(2,6)と(cosθ,sinθ)の内積とみてもよし。難しくないハズ。
答えは 2√10 かな。

No.90064 - 2025/03/27(Thu) 15:14:29

Re: 数学1a,2b / ヨッシー
∠BPC=90°、∠APC=∠ABC=45°
より ∠BPA=45°(一定)です。

(4)
Pが直線BCに対して、Aと反対側にあるとき
正弦定理より
 AP=2sin(45°+θ)=√2cosθ+√2sinθ
 BP=2sin∠BAP=2sin(90°−θ)=2cosθ
よって、
 2AP+√2BP=2√2cosθ+2√2sinθ+2√2cosθ
  =4√2cosθ+2√2sinθ

Pが直線BCに対して、Aと同じ側にあるとき
正弦定理より
 AP=2sin(45°−θ)=√2cosθ−√2sinθ
 BP=2sin∠BAP=2sin(90°+θ)=2cosθ
よって、
 2AP+√2BP=2√2cosθ−2√2sinθ+2√2cosθ
  =4√2cosθ−2√2sinθ

(5)
ここで、
 θの範囲を −45°<θ<90°
とすると、
 2AP+√2BP=4√2cosθ+2√2sinθ
で表現できます。
 4√2cosθ+2√2sinθ=2√2(sinθ+2cosθ)
  =2√10sin(θ+α)  
cosα=1/√5、sinα=2/√5 (αは、60°より少し大きい角度)
よって、θ=90°−α のとき、最大値 2√10 となります。

No.90065 - 2025/03/27(Thu) 15:23:07

Re: 数学1a,2b / らすかる
BPは直角三角形BCPでcosθ=BP/BC、BC=2なのでBP=2cosθです。
他の解答は既に出ていますので省略します。

No.90066 - 2025/03/27(Thu) 15:27:05

Re: 数学1a,2b / ゆあ
御三方とも返信ありがとうございます!
整理してもう一度考えてみます。

No.90067 - 2025/03/27(Thu) 15:50:13

Re: 数学1a,2b / _
ヨッシーさま らすかるさま

図によるとθは∠ABPなのでは。(私も最初は∠CBPと見間違いましたが)

No.90068 - 2025/03/27(Thu) 16:07:41

Re: 数学1a,2b / ヨッシー
そうかぁ。
じゃ、こうですかね。

∠BPC=90°、∠APC=∠ABC=45°
より ∠BPA=45°(一定)です。

(4)
正弦定理より
 AP=2sinθ
 BP=2sin∠BAP=2sin(135°−θ)=√2cosθ+√2sinθ
よって、
 2AP+√2BP=4sinθ+2cosθ+2sinθ
  =6sinθ+2cosθ

(5)
ここで、
 θの範囲は 0°<θ<135°
であり、
 2AP+√2BP=6sinθ+2cosθ
  =2√10sin(θ+α)  
cosα=3/√10、sinα=1/√10
よって、θ=90°−α のとき、最大値 2√10 となります。

No.90069 - 2025/03/27(Thu) 17:01:42

Re: 数学1a,2b / らすかる
てっきり
θを表す曲線は1本線
45°を表す曲線は2本線
と思い込んでいました。
言われてみてなるほどと思いましたが、これは紛らわしくて図がイマイチですね。

No.90070 - 2025/03/27(Thu) 17:12:32
Solution of Legendre’s / ぐっち
Solution of Legendre’s and Bessel’s equations by Green’s function approach

https://www.researchgate.net/publication/265587774_Solution_of_Legendre's_and_Bessel's_equations_by_Green's_function_approach

のΦL=F[n(n+1)]の(p.418の右上)
のFが何を表すのかわからず困っています。
ご教授をよろしくお願いいたします。

No.90062 - 2025/03/26(Wed) 16:14:55
平均値の定理 / Higashino
今日はよろしくお願いします(一番と括弧二番だけで大丈夫です
No.90051 - 2025/03/22(Sat) 16:24:48

Re: 平均値の定理 / X
(3)
条件から
f'(x)=1/x-1
∴題意を満たすcについて
1/c-1=0 (A)
0≦c≦2 (B)
(A)(B)より
c=1

(4)
条件から
f'(x)=e^x-1
∴題意を満たすcについて
e^c-1=0 (A)
-1≦c≦0 (B)
(A)(B)より
c=0

No.90053 - 2025/03/22(Sat) 17:39:30

Re: 平均値の定理 / Higashino
ご回答ありがとうございました
No.90057 - 2025/03/22(Sat) 23:46:52
解の配置問題 / 大西
二次関数f(x)=x^2+ax+bがあって、f(x)=0の解が少なくとも1つp<x<qの範囲に解を持つようなa,bの条件を求めるときに
【1】f(p)×f(q)<0のとき
【2】f(p)×f(q)=0のとき
  (A)f(p)=0のとき、残りの解がpとqの間に入る
  (B)f(q)=0のとき、残りの解がpとqの間に入る
   →(A)または(B)
【3】f(p)×f(q)>0のとき
  (C)f(p)>0かつf(q)>0
  (D)y=f(x)の軸がpとqの間
  (E)D≧0
   →(C)かつ(D)かつ(E)
の【1】または【2】または【3】を満たせば良いのですが、

f(x)=0の解をα,βとしたときに
(あ)p<α<qまたはp<β<q
(い)p<α<qかつp<β<q
(う)D≧0
の「(あ)または(い)」かつ(う)の条件だけではダメなのでしょうか?

No.90049 - 2025/03/22(Sat) 14:09:49

Re: 解の配置問題 / IT
それだと「(あ)または(い)」かつ(う) でもあってますが
(あ)だけで良いのでは?

それを どうやってa,bの条件として求めるかですね。

なお、例えばαが虚数の可能性を残したまま
p<α<q として終わってしまうと×でしょうね。

No.90050 - 2025/03/22(Sat) 15:47:38

Re: 解の配置問題 / 大西
ITさんご返信ありがとうございます。

(あ)と(い)はp<x<qの範囲に解が1個あるときと解が2個あるときで条件が違うと思ったので入れてみました。

αが虚数の可能性を残さないように(う)の条件を入れました。

この条件で求めるとa,bの条件がややこしくなりそうですね。
なので軸や単点の座標や判別式を用いるのかも知れないですね。

No.90052 - 2025/03/22(Sat) 17:15:01

Re: 解の配置問題 / IT
(あ)、(い)、(う)、「(あ)または(い)」かつ(う)の 相互関係を整理してみられると良いかも知れません
No.90054 - 2025/03/22(Sat) 17:45:43

Re: 解の配置問題 / 大西
ITさんご返信ありがとうございます。
一度整理してみます。

No.90056 - 2025/03/22(Sat) 21:00:17
絶対値の最大値 / けいすけ
絶対値の最小値問題で質問があります。
以下の(あ)(い)は私が考えました。

a≠cで、s,tは定数とする。
(あ)f(x)≧s (等号は x=a,kのとき成立)、g(x)≧t (等号は x=b,kのとき成立)の場合、
   f(x)+g(x)の最小値はs+t(x=kのとき)である。f(x)・g(x)の最小値はst(x=kのとき)である。
   f(x)+g(x)≧s+t ,f(x)・g(x)≧st も成り立つ。

(い)a,b,c,dは異なる定数とする。
f(x)≧s (等号は x=a,cのとき成立)、g(x)≧t (等号は x=b,dのとき成立)の場合、
   f(x)+g(x)の最小値はs+tではない。。f(x)・g(x)の最小値はstではない。
   f(x)+g(x)≧s+t ,f(x)・g(x)≧st も成り立つ。

【質問1】(あ)と(い)は正しいですか。

【質問2】 以下の問題で(あ)を利用して次のような解答をして正しいですか。
解答として不足、誤りがあれば教えて下さい。

◆問題◆ 
|x|+|y|=1のとき,|2x+y|+|x-y|の最大値を求めよ。

私の解答は、

|x|+|y|=1より、0≦|x|≦1
|2x+y|≦|2x|+|y|……(1) 等号は、2x・y≧0つまりxy≧0……(2)で成立。
|x-y|≦|x|+|-y|……(3) 等号は、x(-y)≧0つまりxy≦0……(4)で成立。
(2)かつ(4)つまりxy=0……(5) のとき(1)(3)より
|2x+y|+|x-y|≦|2x|+|y|+|x|+|-y|
         =2|x|+|y|+|x|+|y|
         =3|x|+2|y|
         =3|x|+2(1−|x|)
         =|x|+2
よって、0≦|x|≦1より、|x|+2は|x|=1で最大値2・1+1=3をとる。
|x|=1のとき,(x、y)=(-1,0)、(1,0)でxy=0……?Dを満たす。
以上より、|2x+y|+|x-y|の最大値は3   (x、y)=(-1,0)、(1,0)のとき

No.90040 - 2025/03/18(Tue) 21:20:23

Re: 絶対値の最大値 / けいすけ
すみません。以下のように式の番号を(5)にして下さい。

|x|=1のとき,(x、y)=(-1,0)、(1,0)でxy=0……?Dを満たす。

|x|=1のとき,(x、y)=(-1,0)、(1,0)でxy=0……(5)を満たす。

No.90041 - 2025/03/19(Wed) 11:14:35

Re: 絶対値の最大値 / _
【質問1】
和f(x)+g(x) の方はよいが、積f(x)・g(x)のほうはダメ。s,tに0があったり異符号だったりしたら簡単に反例作れる。

(あ)での反例:f(x)=||x|-1|-1 (x=-1,1のとき最小値-1), g(x)=||x-2|-1| (x=1,3のとき最小値0)
  このとき f(x)・g(x)の最小値は-1ではなく-2。

(い)での反例:f(x)=(x(x-1))^2 (x=0,1のとき最小値0), g(x)=((x-2)(x-3))^2 (x=2,3のとき最小値0)
  このとき f(x)・g(x)の最小値は0


【質問2】の解答は、まあ大丈夫かな。

No.90042 - 2025/03/19(Wed) 14:46:38

Re: 絶対値の最大値 / けいすけ
【質問3】
(う)f(x)≧s (等号は x=a,kのとき成立)、g(x)≧t (等号は x=b,kのとき成立)の場合、
   f(x)・g(x)の最小値はst(x=kのとき)
   が成り立つのどのような場合ですか。

(え)f(x)≧s (等号は x=kのとき成立)、g(x)≧t (等号は x=kのとき成立)の場合、
   f(x)・g(x)の最小値はst(x=kのとき)
   が成り立つのどのような場合ですか。

【質問4】
◆問題◆と同じように以下の▲類題▲で解いたら答えが違いました。どこが誤りですか。

▲類題▲
-1≦x≦2, 1/3≦y≦1のとき,|x-y|+|x-+y|の最大値を求めよ。

私の解答は、
最大値を求めると
|x-y|≦|x|+|-y|……(1) 等号は、x・(-y)≧0つまりxy≦0……(2)で成立。
|x+y|≦|x|+|y|……(3) 等号は、xy≧0……(4)で成立。
(2)かつ(4)つまりxy=0……(5) のとき(1)(3)より
|x-y|+|x+y|≦|x|+|-y|+|x|+|y|
         =|x|+|y|+|x|+|y|
         =2(|x|+|y|)
0≦|x|≦2, 0≦|y|≦1とxy=0(x,yの少なくとも1つが0)……(5)より、
x=2,y=0のとき,2(|x|+|y|)=2(|2|+|0|)=4
よって、|x-y|+|x+y|の最大値は4 (x=2,y=0のとき)

最大値が4になるのは、x=2,y=0しか出てきませんが(他にx=2,y=1などもありそうです)、
どの計算と考え方が誤りですか。

No.90043 - 2025/03/20(Thu) 00:59:16

Re: 絶対値の最大値 / けいすけ
いろいろと考えてみましたら、以下の結論が出ました。
【質問3】はこれで正しいですか。
【質問3】【質問4】のどちらか片方だけでも、先に教えていただいても結構です。

 a,b,kは異なる実数とする。
(パターン1) s>0 かつt>0のとき
   f(x)≧s (等号は x=a,kのとき成立)、g(x)≧t (等号は x=b,kのとき成立)の場合、
   f(x)・g(x)の最小値はst(x=kのとき)が成り立つ。

(パターン2)sかtのうち,片方が0のとき(ここではs=0 かつt>0としました。)
   f(x)≧0 (等号は x=a,kのとき成立)、g(x)≧t (等号は x=b,kのとき成立)の場合、
   f(x)・g(x)の最小値は0(x=a,kのとき)が成り立つ。

(パターン3) sかtのうち、少なくとも1つが0よりも小さいとき
例えばs>0,t<0のとき
g(x)≧tでg(x)<0 ,g(x)=0 ,g(x)>0のように符号が決められないので、一般に最小値が求まらない。

No.90044 - 2025/03/20(Thu) 03:17:05

Re: 絶対値の最大値 / けいすけ
すみません▲類題▲は、以下のように直して下さい。
-1≦x≦2, 1/3≦y≦1のとき,
|x-y|+|x-+y|の最大値を求めよ。

-1≦x≦2, 1/3≦y≦1のとき,
|x-y|+|x+y|の最大値とその時のxとyをすべて求めよ。

No.90045 - 2025/03/20(Thu) 16:50:04

Re: 絶対値の最大値 / WIZ
質問者さんの誤りは以下の2点だと思います。

(A)ご自身の提示した(あ)(い)を使いたい為(本当に使っているとは言えないけど)、
三角不等式を持ち出したのは良いが、そこでの等号が成立する条件に固執し、
更にその条件が必要条件であるとの自己暗示に陥っている。
不等式での等号の成立条件は必要条件でも何でもありません。
実際、No.90043でご自身が気が付いている通り、
この条件を満たさない解が存在しているのが何よりの証拠です。

(B)「P ≦ Q」と「Qの最大値はM」を示したのは良いが、
これらから直ちに「Pの最大値もM」とは言えない。
不等式での等号の成立という余計な(元々の問題には無い)条件下では
PとQの最大値は一致するかもしれないが、
余計な条件が無い状態ではQの最大値はMではないかもしないし、
PとQの最大値は不一致かもしれないので。

例えばNo.90045は私なら以下の様に場合分けして絶対値記号を外して解きます。
# (あ)(い)を使いたいという質問者さんの意向にはそぐわないけど。

(1)x-y ≧ 0かつx+y ≧ 0の場合
|x-y|+|x+y| = (x-y)+(x+y) = 2x
⇒ x = 2, 1/3 ≦ y ≦ 1のとき、z = 4が最大値

(2)x-y ≧ 0かつx+y < 0の場合
|x-y|+|x+y| = (x-y)-(x+y) = -2y
⇒ -1 ≦ x < -1/3, y = 1/3のとき、z = -2/3が最大値

(3)x-y < 0かつx+y ≧ 0の場合
|x-y|+|x+y| = -(x-y)+(x+y) = 2y
⇒ -1 ≦ x < 0, y = 1のとき、z = 2が最大値

(4)x-y < 0かつx+y < 0の場合
|x-y|+|x+y| = -(x-y)-(x+y) = -2x
⇒ x = -1, 1/3 ≦ y < 1のとき、z = 2が最大値

以上をまとめて、最大値は4で、その時x = 2, 1/3 ≦ y ≦ 1となります。

以下余談

例えば以下の様な問題なら、質問者さんの解法だと破綻します。

[問題]
1 ≦ x ≦ 10, 1 ≦ y ≦ 10のとき|x-y|の最大値を求めよ。

[質問者さんの解法]
|x-y| ≦ |x|+|-y|である。
不等式の等号が成立するのは、x*(-y) ≧ 0つまり、xy ≦ 0の時だが、
x > 0かつy > 0なので、xy ≦ 0とはなり得ない・・・どうしよう!

そもそも、No.90043の問題文には「1/3 ≦ y ≦ 1」とあるのに、
> 0≦|x|≦2, 0≦|y|≦1とxy=0(x,yの少なくとも1つが0)……(5)より、
> よって、|x-y|+|x+y|の最大値は4 (x=2,y=0のとき)
> 最大値が4になるのは、x=2,y=0しか出てきませんが(他にx=2,y=1などもありそうです)、

などと、解答では「0 ≦ |y| ≦ 1」とか「y = 0」とかの頓珍漢は駄目だけどね。

失礼しました。

No.90046 - 2025/03/20(Thu) 18:17:26

Re: 絶対値の最大値 / けいすけ
解答では「0 ≦ |y| ≦ 1」とか「y = 0」では誤りでした。

0≦|x|≦2, 1/3≦|y|≦1とxy=0(x,yの少なくとも1つが0)……(5)より、
y≠0から、xy=0(x,yの少なくとも1つが0)……(5)より、x=0
よってx=0のとき,
|x-y|+|x+y|≦2(|x|+|y|)の式に代入して
2(|x|+|y|)=2(|0|+|y|)=2|y|
1/3≦|y|≦1よりy=1で 2|y|≦2 だから
|x-y|+|x+y|≦2(|x|+|y|)≦2|y|≦2・1=2
よって、|x-y|+|x+y|の最大値は2 (x=0,y=1のとき)

このように書きたくなるのですが、なぜ誤りですか。
教えていただいた別の解答で
「最大値は4で、その時x = 2, 1/3 ≦ y ≦ 1」
はわかったのですが、私の「最大値は2 (x=0,y=1のとき)」
が誤りな理由がわかりません。

「(A) 不等式での等号の成立条件は必要条件でも何でもありません。」
「(B)「P ≦ Q」と「Qの最大値はM」を示したのは良いが〜
PとQの最大値は不一致かもしれないので」
がわかっていません。

例えば、以下の相加相乗平均の問題で、

「x>0のとき、{x+1/(4x)}+{2x+1/(2x)}の最小値を求めよ」
の問題で、x+1/(4x)≧2√{x・1/(4x)}=1 (等号はx=1/2で成立)
2x+1/(2x)≧2√{2x・1/(2x)}=1 (等号はx=1/2で成立)
どちらも等号はx=1/2で成立しているから、
{x+1/(4x)}+{2x+1/(2x)}≧1+1=2 
よって最小値は2 (x=1/2のとき)

2つの不等式で等号が成り立つときのxが一致(等号はx=1/2で成立)
で{x+1/(4x)}+{2x+1/(2x)}≧1+1のように加えることができます。
しかし、相加相乗平均の問題と同じように、絶対値の問題の私の解答では誤りになってしまうのはなぜですか。

No.90047 - 2025/03/20(Thu) 20:34:12

Re: 絶対値の最大値 / IT
けいすけさんの解答
最大値を求めると
|x-y|≦|x|+|-y|……(1) 等号は、x・(-y)≧0つまりxy≦0……(2)で成立。
|x+y|≦|x|+|y|……(3) 等号は、xy≧0……(4)で成立。
(2)かつ(4)つまりxy=0……(5)

「|x-y|=|x|+|-y|かつ|x+y|=|x|+|y| 
のとき|x-y|+|x+y|が 最大になる。」と考えているのは間違いです。

それぞれの右辺が(x,yによらない)定数なら良いですが、右辺の値は、x,y の値によって変化しますから。

WIZさんが丁寧に回答しておられますが、私は、上記に絞ってけいすけさんの解答の間違いを指摘します。

No.90048 - 2025/03/22(Sat) 11:01:29

Re: 絶対値の最大値 / WIZ
【No.90043/No.90045の問題について】
No.90043で「x = 2, y = 1のとき|x-y|+|x+y| = 4」を質問者さん自身が示している、
つまり最大値は4以上であることが分かっているはずなのに、
最大値が2であるという誤った解答を書きたくなる理由が分からない。
自身の解法に執着があり、誤っていることを認めたくないということかな?

三角不等式を持ち出して「P ≦ Q」を示したところまでは正しい。
ここでPの値の計算が困難で、Qの値の計算は容易だからといって、
「P ≦ Q」を「P = Q」に捻じ曲げる条件を勝手に追加して、
その時のQの値をPの最大値としているのが誤りだ
・・・とNo.90046で解説したつもりだけど、質問者さんの心には届かないようだ。

No.90040の「|x|+|y| = 1のとき|、|2x+y|+|x-y|の最大値を求めよ。」で、
質問者さんが正解しているのは偶然に過ぎない。
何故かというと、|2x+y|+|x-y|が最大になるのはx = ±1かつy = 0のときで、xy = 0を満たしている。
そして、このxy = 0という条件は質問者さんが解答の中で使っている
|2x+y| = |2x|+|y|と|x-y| = |x|+|y|が同時に成立するという余計な条件と偶然一致しているからだ。


【No.90040の(あ)とNo.90047の相加相乗平均の問題について】
No.90040の(あ)は、f(x)とg(x)の最小値と、そのときのxの値が事前判明している場合に成立する主張だ。
そして、質問者さんが例題として上げている相加相乗平均の問題は最小値を求める問題であり、
最小値となる変数xの値すら事前判明していないのだから、そもそも(あ)を適用できない。

x+1/(4x) ≧ 2√{x*1/(4x)} (等号はx = 1/2で成立)
2x+1/(2x) ≧ 2√{2x*1/(2x)} (等号はx = 1/2で成立)
相加相乗平均の大小関係により上記は正しい。
しかし、どうしてx = 1/2でx+1/(4x)や2x+1/(2x)が最小だと言えるのか質問者さんは証明できるの?

どうも質問者さんは、自身が持ち出した不等式の等号が成立するときが
最大値とか最小値に結びついていると思い込んでいるフシがあるけど、一般的にはこれは誤りだ。

例えば「x ≧ 0のとき1+x^2の最小値を求めよ」という問題では、
x = 0で1+x^2 = 1が最小なのは明らかだが、質問者さんの解法だと
1+x^2 ≧ 2√(1*x^2) = 2xで、不等式の等号が成立するのは
1-x^2 = 2x ⇒ 1-2x+x^2 = (1-x)^2 = 0よりx = 1だから、最小値は1+1^2 = 2とでもするの?
この問題の場合は等号が成立しない場合が最小になっているよね?

No.90055 - 2025/03/22(Sat) 18:42:36

Re: 絶対値の最大値 / けいすけ
皆さんに答えていただき、f(x)≦g(x)から最大値が求まらない場合と求まる場合がわかってきました。

「y=f(x)とy=g(x)はa≦x≦bのすべてのxで連続な関数で、f(x)≦g(x)とする。
g(x)がx=kで最大値mをとり、かつ、f(x)がx=kでf(k)=g(k)=mのとき、
y=f(x)はx=kで最大値mをとる。」
は正しいですよね。

No.90058 - 2025/03/23(Sun) 10:18:48

Re: 絶対値の最大値 / けいすけ
(すみません。誤って送信されていましたので以下にしていください。)

WIZさんの説明で、相加平均相乗平均の不等式で最小値が求まる条件がわかりました。
また、
「|x|+|y| = 1のとき|、|2x+y|+|x-y|の最大値を求めよ。」で
|2x+y| = |2x|+|y|と|x-y| = |x|+|y|が同時に成立するという余計な条件と偶然一致しているからだ。
これもわかりました。

皆さんに答えていただき、f(x)≦g(x)から最大値が求まらない場合と求まる場合がわかってきました。

「y=f(x)とy=g(x)はa≦x≦bのすべてのxで連続な関数で、f(x)≦g(x)とする。
g(x)がx=kで最大値mをとり、かつ、f(x)がx=kでf(k)=g(k)=mのとき、
y=f(x)はx=kで最大値mをとる。」は正しいですよね。

これを利用すると
「|x|+|y| = 1のとき|、|2x+y|+|x-y|の最大値を求めよ。」の解答で、
|2x+y|+|x-y|≦|2x|+|y|+|x|+|-y|=……=|x|+2
|x|+2は(x、y)=(-1,0)、(1,0)の最小値3をとり、
かつ、|2x+y|+|x-y|が(x、y)=(-1,0)、(1,0)で|2x+y|+|x-y|=|x|+2=3だから
|2x+y|+|x-y|は(x、y)=(-1,0)、(1,0)で最小値3をとる、
でよろしいですか。

No.90059 - 2025/03/23(Sun) 11:03:43

Re: 絶対値の最大値 / IT
けいすけさん>
「y=f(x)とy=g(x)はa≦x≦bのすべてのxで連続な関数で、f(x)≦g(x)とする。
g(x)がx=kで最大値mをとり、かつ、f(x)がx=kでf(k)=g(k)=mのとき、
y=f(x)はx=kで最大値mをとる。」は正しいですよね。

合っていると思いますが、「連続な関数」であることは、今回は、使ってないですよね、なくても良いのでは? (「実数値関数」であることは、大前提ですよね。)


最後の実例は「最大値」と「最小値」を混同(タイプミス?)してないですか?

なお「編集パス」を設定されると、記事の編集や削除が出来ます

No.90060 - 2025/03/23(Sun) 11:38:20

Re: 絶対値の最大値 / けいすけ
最大値3と最小値3の入力ミスでした。
多くの質問して、更に見づらくしてしまいすみませんでした。
丁寧な説明により、不等式と最大値最小値の疑問点が解決できました。ありがとうございました。

No.90061 - 2025/03/23(Sun) 14:36:48
一次関数 / 学力不足 中2
(3)答え 46分後

どのようにして解くのか、わかりません。
詳しい解説よろしくお願いいたします。

No.90037 - 2025/03/15(Sat) 19:58:54

Re: 一次関数 / らすかる
Bさんの速度は分速50mだから
Aさんが出発してから36分後=Bさんが出発してから11分後には550m進んでいる
→グラフでy=3600-550=3050mのところにいる
→このときAさんとBさんの距離は3050-1800=1250m
Aさんの後半の速度は分速75m、Bさんの速度は分速50mだから合わせて125m
よって「Aさんが出発してから36分後」から1250÷125=10分後に出会うから、
出会うのはAさんが出発してから36+10=46分後。

方程式で解くなら
Aさんの後半の直線の式はy=75x-900
Bさんの直線の式はy=-50x+4850
この連立方程式を解いて x=46

No.90038 - 2025/03/16(Sun) 02:23:12

Re: 一次関数 / 学力不足 中2
何となくわかりました。解説ありがとうございます。
No.90039 - 2025/03/17(Mon) 11:09:37
格子点の個数 / たけちゃん
(2)からの考え方がわかりません、お願いします
No.90035 - 2025/03/14(Fri) 14:30:32

Re: 格子点の個数 / X
(2)
x<y<k<x+y (A)
を満たすxy平面での領域の境界線となる
y=x (B)
x+y=k (C)
の交点(Pとします)の座標は
(k/2,k/2)
よって
(i)k=2m-1のとき
P(m-1/2,m-1/2)
となるので
a[k]=Σ[l=1〜m-1]{{(k-1)-l}-l}
=Σ[l=1〜m-1](2m-2-2l)
=2(m-1)^2-m(m-1)
=(m-1)(m-2)
((A)を図示したものを描きましょう)

(ii)k=2mのとき
P(m,m)
となるので
a[k]=Σ[l=1〜m-1]{{(k-1)-l}-l}
=Σ[l=1〜m-1](2m-1-2l)
=(2m-1)(m-1)-m(m-1)
=(m-1)^2
((A)を図示したものを描きましょう)

まとめて
a[2m-1]=(m-1)(m-2)
a[2m]=(m-1)^2

(3)
(2)の結果を使うと
(与式)=Σ[m=1〜n]a[2m-1]+Σ[m=1〜n]a[2m]
=Σ[m=1〜n](m-1)(m-2)+Σ[m=1〜n](m-1)^2
=Σ[m=1〜n](m-1)(2m-3) (D)
=Σ[k=1〜n-1]k(2k-1) (k=m-1と置いた)
=2・(1/6)(n-1)n(2n-1)-(1/2)n(n-1)
=(1/3)n(n-1)(2n-5/2)
=(1/6)n(n-1)(4n-5)

注)
(D)において、置き換えをせずに直接展開し、
mに対してΣの公式を使っても
計算できます。
(検算してみてください。)

No.90036 - 2025/03/14(Fri) 18:28:40
支払い方法 / √
100円玉
 50円玉
 10円玉

この3種類の、お金が沢山あります。

これらを使って200円分支払うのに
何通りの支払い方がありますか?


答えは9通りです。

こういう問題を解くときは
枝分かれの図を作って、全て書き出し
後で、重複しているものを消す方法で
良いですか?

よろしくお願い致します。

(こういう問題、間違いやすいので大嫌い)

No.90031 - 2025/03/12(Wed) 14:25:52

Re: 支払い方法 / √
あれ? 本当に9通りかな?
答えには9通りと書いてあったんだけど・・・

No.90032 - 2025/03/12(Wed) 15:01:58

Re: 支払い方法 / ヨッシー
全て書き出し・・・の方法によっては、重複がすごく出てくるような気がします。

100円玉2個---50円玉0個
100円玉1個---50円玉2個
100円玉1個---50円玉1個
100円玉1個---50円玉0個
100円玉0個---50円玉4個
100円玉0個---50円玉3個
100円玉0個---50円玉2個
100円玉0個---50円玉1個
100円玉0個---50円玉0個
こんなに書き上げる必要はありませんが、
100円玉2個 ・・・ 1通り
100円玉1個 ・・・ 3通り (50円玉が 0,1,2 個)
100円玉0個 ・・・ 5通り (50円玉が 0,1,2,3,4 個)
この程度は書いてもいいでしょう。

No.90033 - 2025/03/12(Wed) 15:26:04

Re: 支払い方法 / √
ヨッシーさん

有難うございました。

やはり9通りですね。
この手の問題は、小さい子でも出来そうなのですが
私は苦手です。

有難うございました。

No.90034 - 2025/03/12(Wed) 15:49:28
場合の数 / ヤドン
50人の社員がいる会社で、外国語の会話能力の調査をした。英語が出来る者が36人、フランス語が出来る者が20人いた。

また、英語とフランス語の両方が出来る者が14人であった。
この時、英語のみが出来る者(英語は出来るが、フランス語は出来ない者)は何人か。

よろしくお願いします。

No.90029 - 2025/03/08(Sat) 20:17:31

Re: 場合の数 / らすかる
英語が出来る人が36人で
そのうち14人が英語とフランス語の両方が出来る人なので、
英語だけ出来る人は36-14=22人。

No.90030 - 2025/03/08(Sat) 23:41:41
高校入試 / はるか
(3)の1と2を解説お願いいたします。

相似や三平方の定理での中学範囲でお願いいたします。

No.90025 - 2025/03/08(Sat) 13:51:19

Re: 高校入試 / らすかる
(略解)
○1
△GEDも△GAEも二等辺三角形なので、GはADの中点。よって△AEG=(1/2)△AED。
CD=√(AC^2-AD^2)=6√2、AD:DE=AC:CDからDE=AD×CD÷AC=2√2、
AE=√(AD^2-DE^2)=1、よって△AEG=(1/2)△AED=(1/2)(1×2√2÷2)=√2/2
○2
EG=AG=(1/2)AD=3/2
CE=AC-AE=8、FE:CE=DE:CDからFE=CE×DE÷CD=8/3
∴FG=FE+EG=8/3+3/2=25/6

No.90026 - 2025/03/08(Sat) 14:48:42

Re: 高校入試 / はるか
ありがとうございました!
No.90028 - 2025/03/08(Sat) 20:15:59
極限 ライプニッツ級数 / Higashino
ライプニッツ級数の証明について
証明ほくろみたのですが
次のような誤植を受けました

>「一様収束」を論じるならば、関数列とその極限の収束する関数の両者を扱うべきであろうと思われます

教えていただけると幸いです何卒よろしくお願いします

No.90023 - 2025/03/07(Fri) 17:51:12
今年の千葉大 / 太郎
(4)がわかりません。
よろしくお願いします

No.90018 - 2025/03/06(Thu) 02:02:03

Re: 今年の千葉大 / IT
f(a)-2f((a+b)/2)+f(b)
=-{f((a+b)/2)-f(a)}+{f(b)-f((a+b)/2)}
=-((b-a)/2)f'(α)+((b-a)/2)f'(β) 、a<α<(a+b)/2<β<bなるα、β がある(平均値の定理)

ここで、さらに平均値の定理を使えばどうですか?

No.90020 - 2025/03/06(Thu) 20:57:11

Re: 今年の千葉大 / _
bを変数xとみて F = 0.5*(f(x)+f(a))*(x-a) - ∫_[a,x]f(t)dt と書くことにします。

L(x) = 0.25*((x-a)^3)*f''(a) - F とする。x>aでL(x)>0になることを示したい。

L'(x), L''(x), L'''(x) を求めると
L'''(x) = f''(a) + 0.5*(f''(a)-f''(x)) - 0.5*(x-a)*f'''(x) となって
問題の仮定からこれはx>aで正と分かる(f''は減少関数であることに注意)。
L''(a)=0よりx>aでL''(x)>0。L'(a)=0よりx>aでL'(x)>0。L(a)=0よりx>aでL(x)>0が分かるので、done.

No.90021 - 2025/03/06(Thu) 21:52:03
中2数学確率 / Bob
同じ大きさのカードがあり
0と書いてあるカード2枚
1とかいてあるカードも2枚
2と書いてあるカードが1枚
3と書いてあるカードが1枚あります
2回連続で引き
1回目に引いたカードを十の位
2回目に書いたカードを一の位
として2けたの整数を作る
引いたカードは戻さない時

2けたの整数が3の倍数になる確率を出すのですが

?@これははじめから総数を出すときに
0が十の位になるものを外すのでしょうか

?A中2がとくとき1A 1B 0A 0Bみたいに
カードを区別して解けばいいのですか

解き方を教えてください

No.90015 - 2025/03/05(Wed) 14:42:42

Re: 中2数学確率 / ヨッシー
01を2桁の数と言うには無理があるので、総数から外すのが妥当と思います。

0,0,1,1,2,3 とします。
このとき、十の位は
1,1,2,3 の4通りで、それぞれについて、一の位が
それ以外の5つの数が考えられるので、総数は 4×5=20
このうち3の倍数は
1212, 2121, 30, 30
の6通りなので、求める確率は
 6/20=3/10

No.90016 - 2025/03/05(Wed) 15:27:04

Re: 中2数学確率 / WIZ
横から失礼します。

ヨッシーさんの解説にも一理あるのですが、
一枚目に0を引いてしまった場合どうするのかという点が考慮されていないと思います。

問題文でも、その点に触れられていませんが、
> 引いたカードは戻さない時
> 2けたの整数が3の倍数になる確率を出すのですが

とあるので、一枚目に0を引いてしまった場合、私なら以下の2通りの解釈ができます。

(1)十の位が0であるものと見なす。
(2)「2けたの整数 かつ 3の倍数」という条件の「2けたの整数」を満たさないと判断し確率に含めない。

6枚から2枚連続で引く場合の数は6*5 = 30通りなので、
(1)なら、00, 03, 03, 12, 12, 21, 21, 30, 30の9通りが該当し、確率は9/30 = 3/10
(2)なら、12, 12, 21, 21, 30, 30の6通りが該当し、確率は6/30 = 1/5
・・・・・と考えることもできます。

失礼しました。

No.90017 - 2025/03/05(Wed) 21:47:41

Re: 中2数学確率 / Bob
やはり問題文の設定が不十分ですよね

ただし書きもなかったので
普通で考えれば02とかは2けたの数として認められないよな
と考えてはいましたが
もやもやが残る問題です

No.90019 - 2025/03/06(Thu) 14:07:52

Re: 中2数学確率 / ヨッシー
憶測ですが、単に、場合の数を出して確率を求めさせるなら、
 1と書いてあるカード2枚
 2とかいてあるカードも2枚
 3と書いてあるカードが1枚
 4と書いてあるカードが1枚あります
でいいと思うのです。
あえて0を入れているということは、と考えると...

No.90022 - 2025/03/07(Fri) 08:54:53

Re: 中2数学確率 / IT
出題者は、あまり深く考えていない可能性が高いと思います。

「同じ大きさのカード」とか、どうでも良いことが書いてありますけど、・・・ 
Bobさんのお考えどおり 中学数学の問題としては、問題不備だと思います。

例えば、平成30年の岡山県高校入試問題では、類似の問題が出題されていますが、さすがにきちんと書いてあります。
この問題にあまり考えずに0を加えたり、枚数を変えたりして作(錯)問したのでは?
https://resemom.jp/feature/public-highschool-exam/okayama/2018/math/i_question01.html


以前、中堅?出版社の中学数学問題集の校正をやったことがありますが、中には問題として成立していないようなものもありました。

No.90024 - 2025/03/07(Fri) 19:08:08

Re: 中2数学確率 / Bob
皆さんありがとうございます
まだ解説模範解答がもらえてないので
どれが正解かわからない状態です

No.90027 - 2025/03/08(Sat) 15:56:36
無限等比級数を分けていいときの条件 / セルギー
画像の問題について、「落ちた距離」と、「跳ね返った距離」の2つの無限等比級数に分けて、それぞれの和を足して答えを求めました。が、模範解答では、落ちた距離も、跳ね返った距離も合わせた1つの等比級数として答えを求めていました。無限等比級数を、2つに分けて考えて答えがあっていましたが、それが許される行為なのかわかりません。分けてはいけないなら、分けてはいけない理由、分けても良いなら、分けても良い理由を教えていただきたいです。
No.90009 - 2025/03/01(Sat) 16:19:03

Re: 無限等比級数を分けていいときの条件 / セルギー
画像を添付し忘れました
No.90010 - 2025/03/01(Sat) 16:20:46

Re: 無限等比級数を分けていいときの条件 / らすかる
一般には分けられません。
例えば
1+1/2-1
+1/3+1/4-1/2
+1/5+1/6-1/3
+1/7+1/8-1/4
+…
=log2

1+1/2+1/3+1/4+…

-1-1/2-1/3-1/4-…
に分けると両方とも収束しませんし、
1-1/2-1/3+1/3-1/6-1/7+1/5-1/10-1/11+…

-1+1/2-1/4-1/5+1/4-1/8-1/9+1/6-1/12-…
に分けると両方とも収束しますが、和が-log2になります。
全項が正(または負、あるいは有限項のみ正または負)で
収束するならば分けても同じ値に収束しますが、
学習進捗状況によっては証明せずにこれを使うのはまずいかも知れません。

No.90013 - 2025/03/03(Mon) 06:38:49
極限 / Higashino
こんにちは
次の私の考え方は正しいでしょうか
誤っていればご指摘アドバイスください
よろしくお願いいたします

No.90007 - 2025/02/27(Thu) 20:51:54

Re: 極限 / Higashino
追伸
数学的帰納法を使う場面でn、kが混載していました
申し訳ございません
答案書き直しです
以下画像拡大リンク先


https://imgur.com/a/Av5lFkw

No.90008 - 2025/02/27(Thu) 21:09:43
極限 / Higashino
こんにちは
次の私の考え方は正しいでしょうか
誤っていればご指摘アドバイスください
よろしくお願いいたします

No.90005 - 2025/02/27(Thu) 10:30:47

Re: 極限 / Higashino
誤りについては解決しました

(aₙ₋₁²+4)/(2aₙ₋₁+3)≦(n-1+4)/(2aₙ₋₁²+3)
分子は確かに右辺の方が大きいですが、aₙ₋₁>1なので、分母も大きい

No.90006 - 2025/02/27(Thu) 18:29:27
高校数学 放物線 / r
放物線の準線と焦点の一意性ついてですが、赤線の部分がわかりません。
No.90001 - 2025/02/25(Tue) 23:29:45

Re: 高校数学 放物線 / ヨッシー
これより前の段階で、準線とはどういう線かという定義が書かれていると思います。
それに従うと、準線は軸に垂直であること、頂点に対して、焦点と対称な点を通ることがわかると思います。

No.90002 - 2025/02/26(Wed) 09:16:48

Re: 高校数学 放物線 / r
難しく考えすぎていました…ありがとうございます
No.90003 - 2025/02/26(Wed) 12:03:59
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