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面積の問題 / あっくわん [関東] [再受験生]
こんばんは、13回目の質問になります。埼玉大学の問題です。

曲線 y=f(x)=x(x-1)(x-3)と直線l:y=axとがある。a<3のとき曲線y=f(x)と
直線lとで囲まれた2つの図形の面積が等しくなるようにaの値を定めよ。

自分の解答はy=f(x)の概形はすぐにかけるので、aは3よりかなり小さそう
マイナスかもしれいない・・・・と予想で適当な図を書き、lをg(x)として
連立して交点のx座標を求めると

x=0,2±√(a+1)   α=2-√(a+1),β=2+√(a+1)とおくと題意より

∫(0→α){f(x)-g(x)}dx-∫(α→β){g(x)-f(x)}dx=0 差の式に変形できるので
∫(0→β){f(x)-g(x)}dx=・・・・略・・・・=0

βの4次式になりβ≠0だから整理して 3β^2-16β+6(3-a)=0   (1)
ここでβ=2+√(a+1)だからβ-2=√(a+1)として両辺平方してaをβで表し
(1)に代入するとβの二次方程式になりβ=8/3β=2+√(a+1)にもどして a=(-5)/9
となり解答することができました。答えは合っているのですが問題集の解答を
見ると、

連立した式 x(x^2-4x+3-a)=0からy=g(x)=x(x^2-4x+3-a)とx軸(y=0)とで
囲まれる2つの図形の面積に置き換えてもかまわない・・・対称性を考えて
合同でなければならないからとなっており解と係数から交点のx座標を出して
解くとa=(-5)/9となっています。

分からないのは【x(x^2-4x+3-a)=0からy=g(x)=x(x^2-4x+3-a)とx軸(y=0)とで
囲まれる2つの図形の面積に置き換えてもかまわない】ということです。面積を
解く問題は数学3まで一通りやってきましたが回転させたりするのは分かるの
ですがですがどうしてそのように考えるのかよくわかりません。たぶん自分の
解答の仕方でやると計算量が多くなるから問題集の解答では簡便になってると
思うのですがよろしくお願いいたします。

No.5712 - 2010/10/24(Sun) 20:32:50

Re: 面積の問題 / ゆう [東北] [大学生]
こんばんは。

問題は解決できたのだけれども、
【x(x^2-4x+3-a)=0からy=g(x)=x(x^2-4x+3-a)とx軸(y=0)とで囲まれる2つの図形の面積に置き換えてもかまわない】
ということが分からないんですね。

しかし、あっくわんさんは自身の解答の中で、この事実を用いているんですよ。お分かりですか?
∫(0→α){f(x)-g(x)}dx-∫(α→β){g(x)-f(x)}dx=0より∫(0→β){f(x)-g(x)}dx=0の部分です。

f(x)-g(x)=x(x^2-4x+3-a)ですから、これを0からβまで積分して、(積分結果)=0とすることは、
y=x(x^2-4x+3-a)とx軸(y=0)とで囲まれる2つの図形の面積の符号が打ち消しあい、0になることを言っているのです。
ただ、このままでは計算が面倒なので、解答では見方を変えて対称性を用いているのです。

簡単な例を挙げますと、
y=x^2とy=3x-2で囲まれる部分の面積を計算するとき、∫(1→2){-x^2+3x-2}dxを計算しますが、
これは、y=x^2-3x+2とx軸で囲まれる部分の面積を求めることと同じですね。

いかがですか。

No.5714 - 2010/10/24(Sun) 21:34:49

Re: 面積の問題 / あっくわん [関東] [再受験生]
ゆうさん、おはようございます。そして毎度の回答ありがとうございます。

>f(x)-g(x)=x(x^2-4x+3-a)ですから、これを0からβまで積分して、(積分結果)=0とすることは、
>y=x(x^2-4x+3-a)とx軸(y=0)とで囲まれる2つの図形の面積の符号が打ち消しあい、0になることを言っているのです。

これは例えばaの値によってx軸の上側の面積と下側の面積が等しい、つまり積分して
上側の正のものと、下側は負になるから絶対値(面積)が等しい場合のaの値を定めれば
よいという解釈でOKですよね。答えのa=(-5)/9とした場合上側と下側の面積は確かに
打ち消しあえそうにきれいな形をしていることが分かりました。

自分の場合は教科書に出ているような積分の性質を考えて区間が[0,β]になるから

∫(0→α){f(x)-g(x)}dx-∫(α→β){g(x)-f(x)}dx=0 差の式に変形できるので
∫(0→β){f(x)-g(x)}dx=0

となるで力ずくで計算することになってしまったみたいです。

ゆうさんがサンプルとして出された簡単な例の場合はy=x^2とy=3x-2で囲まれる部分の面積を
計算するときは上側から下側を引いた新たな関数、y=-x^2+3x-2とx軸で囲まれた面積、これは
6分の公式のやつですね。それを考えれば問題の場合、新たな関数f(x)-g(x)=x(x^2-4x+3-a)の
を積分したものが0になるのだから打ち消しあわなければならないとなることが理解できました。

どうもありがとうございました!

No.5718 - 2010/10/25(Mon) 07:14:34
ベクトルの問題です / 有 [高校2年生]
こんにちは。
学校の課題でわからない問題があるので質問させていただきます。


点Pが点Oを中心とし、半径3の円周上を動くとき、三角形OAPの重心Gの軌跡を求めよ。

No.5713 - 2010/10/24(Sun) 20:51:32

Re: ベクトルの問題です / ゆう [東北] [大学生]
こんにちは、ゆうです。

まず最初に、問題文だけではなく、どのように考えてどこまで出来たのかを教えていただけないでしょうか。

また点Aが何か分かりませんので、問題文を正確に書き込んで下さるようお願いします。

No.5715 - 2010/10/24(Sun) 21:46:39

Re: ベクトルの問題です / 有 [高校2年生]
まず、点Oを原点と見なし、
半径が3なので点Pを(3,0)の位置に固定して考えてみました。

点Aについては問題文に書かれていませんでした。

No.5716 - 2010/10/24(Sun) 21:55:26

Re: ベクトルの問題です / ゆう [東北] [大学生]
確かに、ある点を固定して考えるのも有効なときがありますが、
ここではPは円周上を動くのでP(s,t)、ただしs^2+t^2=9 としておきましょう。

しかし、問題文に点Aの記載が無いのであれば、私もこれ以上回答のしようがありません。
問題文にミスは無いのでしょうか? 大変申し訳ありませんが、このままでは回答できません。

No.5717 - 2010/10/24(Sun) 22:32:09
(No Subject) / まい [近畿] [高校1年生]
こんにちは。予備校の課題ですがよく分かりません。
どなたかよろしくおねがいいたします。

問、∫e^{x}sinxdx

よろしくお願い致します。

No.5707 - 2010/10/23(Sat) 13:17:15

Re: / rado [関東] [大学生]
初めて回答させていただきます、radoです。自己紹介は回答掲示板に書いておきます。
管理人様、よろしくお願いします。

………………
さて、今回の質問ですが、一種のパターンだと思います。

部分積分法より、
∫e^{x}sinxdx = e^{x}(-cosx) - ∫e^{x}(-cosx)dx
= -e^{x}cosx + ∫e^{x}cosxdx    …(1)

同様に部分積分法より
∫e^{x}cosxdx = e^{x}sinx - ∫e^{x}sinxdx …(2)

(2)を(1)へ代入すると
∫e^{x}sinxdx = -e^{x}cosx + (e^{x}sinx - ∫e^{x}sinxdx)

上式より
2∫e^{x}sinxdx = e^{x}(sinx - cosx)    

したがって
∫e^{x}sinxdx = (e^{x}/2)(sinx - cosx) …(答)    

となります。高校1年生でこの問題はかなり進度が早いと思うので頑張ってください。

No.5708 - 2010/10/23(Sat) 23:17:08

Re: / rado [関東] [高校1年生]
すみません、積分定数を忘れていました。
正しくは

∫e^{x}sinxdx = (e^{x}/2)(sinx - cosx) + C (Cは積分定数)…(答)

でした。

No.5711 - 2010/10/24(Sun) 17:50:35
(No Subject) / こん [関東] [高校3年生]
こんにちは。わからない問題があり、質問させていただきます。

二つの放物線y=ax^2+bx+cとy=x^2は二点で交わり、交点におけるこれら2つの放物線の接線は直交するという。a,b,cが変化するとき、このような放物線y=ax^2+bx+cの頂点の全体はどのような集合を作るか調べ、図示せよ。(やさしい理系数学 図形と式)


自分の解き方は、y=(a-1)x^2+bx+cと直交から導かれる(2ax+b)2x=−1で、係数合わせをし、a,cの値を求めます。あとは頂点の座標はbのみで表されることから、頂点の座標を(X,Y)としてbを消去しました。

答えはy=x^2+1/2とでたのですが、解説を参照すると、bが0かそうでないかで場合わけをすると書いてありました。自分の解き方だとb=0の場合を考えてなく、y>1/4という答えにたどり着けませんでした。

どの様な理由でbに関する場合わけを行うのでしょうか?

No.5693 - 2010/10/22(Fri) 13:54:44

Re: / ゆう [東北] [大学生]
こんにちは、ゆうです。

答えがy=x^2+1/2となったことから、おそらくa=-1、c=1/2と出たと思われますが、これはどのような式から出ましたか?

係数合わせのところに原因があると思いますので、aとcの値を求める部分を具体的に説明していただけないでしょうか。

No.5694 - 2010/10/22(Fri) 15:17:14

Re: / こん [関東] [高専3年生]
ご回答ありがとうございます。
(a-1)x^2+bx+c=0・・・?@

4ax^2+2bx+1=0・・・?A

?@×2をして?Aと係数を比べました。

2a-2=4a

2b=2b

2c=1

よってa=-1
C=1/2
bは任意の値

このような感じで係数を合わせました。


よろしくおねがします。

No.5700 - 2010/10/22(Fri) 20:37:36

Re: / ゆう [東北] [大学生]
はい、わかりました。

?@×2として?Aと係数比較できるのは、b≠0のときのみですよね。
b=0の場合はそのようなことはできませんので、ここで場合分けが生じます。
(b=0のときは、?@×2としたところで意味がありません。)

このような係数比較では、場合分けが生じることに気づきにくいので、
?@?Aの二つの解をα、βなどとおいて、解と係数の関係を用いるか、あるいはx^2の係数を1に統一して比較すると分かりやすいかと思います。

いかがでしょうか。

No.5701 - 2010/10/22(Fri) 21:03:47

Re: / こん [関東] [高専3年生]
そういうことですか。

bの値によってa.cの値が変わってしまうわけですか!

あと、解と係数を用いる解法について質問よろしいでしょうか?

?@の解をA,B ?Aの解をC、Dとする。

A+B=b/1-a AB=c/1-a

C+D=-b/2a CD=1/4a

よってb/1-a=-b/2a

   c/1-a=1/4a

ここから計算すると先ほどと同じa=−1、C=1/2と出ましたが、その後の解法について方針が立ちません。bが0かそうではないかの場合分けはどこで生まれるのでしょうか?

よろしくお願いします。

No.5702 - 2010/10/22(Fri) 21:36:59

Re: / ゆう [東北] [大学生]
b/1-a=-b/2a の分母を払うことで 2ab=b(a-1)⇔b(a+1)=0 となりますから、b=0またはa=-1です。
No.5703 - 2010/10/22(Fri) 22:01:26

Re: / こん [関東] [高校3年生]
ありがとうございました! 完璧理解することができました。
No.5704 - 2010/10/22(Fri) 22:26:07
順列・組み合わせ / 優 [九州] [高校3年生]
こんばんは。初めての書き込みです。
解き方というよりも、考え方がわからないので、よろしくお願いします。

学校の問題集からです。
2x+y+z=9(x≧0,y≧0,z≧0)を満たす整数(x,y,z)の組の個数は何組か?
という問題です。

ヒントで、偶数(つまり、9のままじゃだめだ)になればいいと言われたのですが、
どうすればいいのですか??
どこかを固定して考えればいいんですか??

No.5691 - 2010/10/21(Thu) 20:44:28

Re: 順列・組み合わせ / ゆう [東北] [大学生]
優さん、はじめまして。

x=kと固定して、まずy+z=9-2k(y≧0,z≧0)を満たす整数(y,z)の組をkを用いて表したらどうでしょうか。

No.5695 - 2010/10/22(Fri) 15:22:14

Re: 順列・組み合わせ / 優 [九州] [高校3年生]
こんにちは、ご回答ありがとうございます。

y+z=9-2k(y≧0,z≧0)を満たす整数(y,z)の組は、まず、
-2k≧-9
k≧9/2=4.5
となりますので、kの範囲は、0〜4の間となります。

そこから、どうすればいいのですか??

No.5696 - 2010/10/22(Fri) 16:53:24

Re: 順列・組み合わせ / ゆう [東北] [大学生]
そうですね、kのとり得る値の範囲は0≦k≦4の整数となります。

y+z=9-2k(y≧0,z≧0)を満たす整数(y,z)の組は、(9-2k)個のものを、yとzの二組に分けるとして考えてみてください。

いかがでしょうか。

No.5697 - 2010/10/22(Fri) 17:08:26

Re: 順列・組み合わせ / 優 [九州] [高校3年生]
k=0のとき、y+z=9となり、a_{10}C a_{1}=10
K=1のとき、y+z=7 a_{8}C a_{1}=8
K=2のとき、y+z=5 a_{6}C a_{1}=6
K=3のとき、y+z=3 a_{4}C a_{1}=4
K=4のとき、y+z=1 a_{2}C a_{1}=2

この出たのを全部足して、10+8+6+4+2=30でいいんでしょうか?(答えは30です。)
考え方も、こういう考えでいいんですか?(※書き方あってますよね?)

No.5698 - 2010/10/22(Fri) 17:46:41

Re: 順列・組み合わせ / ゆう [東北] [大学生]
もう、答えが求まりましたね。

それで合っていますが、次のように考えることも出来ますので、説明しておきます。

y+z=9-2k(y≧0,z≧0)を満たす整数(y,z)の組は
(y,z)=(0,9-2k),(1,8-2k),……,(9-2k,0) の10-2k通りですので、
0≦k≦4の範囲で和をとって、Σ(10-2k)=30 としても求められます。

No.5699 - 2010/10/22(Fri) 18:03:56
2つの放物線の関係 / スバル [関東] [高校2年生]
こんばんは。わからない問題があるのでよろしくお願いします。
熊本県立大の問題です。
曲線C1:-x^2+3x+2を点P(p,2p)に関して対称に移動して得られる曲線をC2とする。
(1)C2の方程式を求めよ。
(2)C1とC2が異なる2点で交わるようなpの値の範囲を求めよ。

(1)のはじめから全くどう解いていけばよいのかわかりません。
問題の意味はわかるのですが、解き方が思いつきません。

No.5678 - 2010/10/20(Wed) 19:32:33

Re: 2つの放物線の関係 / ゆう [東北] [大学生]
スバルさん、おはようございます。

(1)のはじめから全く分からない、ということなので、簡単な問題で考えてみましょう。

「点(1,2)に関して、点(4,3)と対称な点を求めよ。」

この問題なら、どのように考えて解きますか。

No.5682 - 2010/10/21(Thu) 07:47:47

Re: 2つの放物線の関係 / スバル [関東] [高校2年生]
求める点の座標を(x,y)とおくと
(x+4)/2=1、(y+3)=2
これを解いてx=-2,y=1
したがって求める点の座標は(-2,1)

No.5683 - 2010/10/21(Thu) 16:23:22

Re: 2つの放物線の関係 / ゆう [東北] [大学生]
はい、そのとおりですね。

この問題も同じ考え方で解くことが出来ます。
放物線C1をそのまま対称移動させるのではなく、まずC1上のある点を(p,2p)に関して対称移動させ、それらの点の集まり(軌跡)としてC2の方程式を求めます。

それでは、以下で考えていきます。

C1上の点はtを実数として(t,-t^2+3t+2)と表されます。
そしてC2上の点を(x,y)とすると、これらの点は(p,2p)に関して対称ですから、x,yがそれぞれtとpを用いて表されます。

まず、ここまでやってみて下さい。

No.5684 - 2010/10/21(Thu) 16:40:24

Re: 2つの放物線の関係 / スバル [関東] [高校1年生]
p=(t+x)/2,2p={(-t^2+3t+2)+y}/2
よってx=2p-t,y=4p+t^2-3t-2
こんな感じでしょうか?

No.5685 - 2010/10/21(Thu) 17:01:51

Re: 2つの放物線の関係 / ゆう [東北] [大学生]
はい、いいですよ。

では、tが全ての実数値をとりながら動くとき、点(x,y)の軌跡を求めると、どうなりますか。
その結果が、求める放物線になります。

No.5686 - 2010/10/21(Thu) 17:38:51

Re: 2つの放物線の関係 / CORNO [地球外] [教育関係者]
マルチポストです

http://www2.ezbbs.net/cgi/reply?id=dslender&dd=07&re=39563

No.5687 - 2010/10/21(Thu) 20:02:26

Re: 2つの放物線の関係 / 新矢(運営者) [近畿] [塾講師]
CORNO先生,ご指摘ありがとうございます。

このように,同じ問題でも解き方がいろいろあるのですから,マルチポストすると却って頭がこんがらがってしまうこともあるのにね。自業自得。

No.5688 - 2010/10/21(Thu) 20:29:13

Re: 2つの放物線の関係 / ゆう [東北] [大学生]
CORNO先生、新矢先生、こんばんは。

マルチポストであることを知らずに回答していました。
ありがとうございます。

No.5689 - 2010/10/21(Thu) 20:38:06
指数対数 / あっくわん [関東] [再受験生]
おはようございます、12回目の質問になります。筑波大学の問題です。

log(2)x=log(3)y=log(4)z=log(5)wのとき
x^(1/2),y^(1/3),z^(1/4),w^(1/5)の大小を比較せよ。

()は底でx,y,z,wは真数です。

与式=kとおいて、2^(1/2)^k,3^(1/3)^k,4^(1/4)^k,5^(1/5)^kの大小を考える
として、5^(1/5)<2^(1/2)=4^(1/4)<3^(1/3)とまで考えられたのですが
解答をみると

ここでy=t^k(t>0)を考える。
k>0のとき増加関数
k=0のとき1(定数関数)
k<0のとき減少関数である。

よって
k>0のとき w^(1/5)<x^(1/2)=z^(1/4)<y^(1/3)
k=0のとき x^(1/2)=y^(1/3)=z^(1/4)=w^(1/5)=1
k<0のとき y^(1/3)<x^(1/2)=z^(1/4)<w^(1/5)

分からないところは【ここでy=t^k(t>0)を考える】のところですが
tの値が0<t<1のときとt>1のときでは増加減少が変わってくると思うの
ですがこのあたりがよくわかりません。2,3,4,5だからt>1で考えている
のかな??と自分なりに考えました。よろしくお願いします。

No.5674 - 2010/10/20(Wed) 06:19:15

Re: 指数対数 / ゆう [東北] [大学生]
あっくわんさん、おはようございます。

まず、次のxに関する二つの関数を考えてみて下さい。

?@y=x^k (x>0、kは定数)
?Ay=a^x (a>0)

?@の関数は、微分して分かる通り、k>0ならば単調増加関数です。
?Aの関数は、0<a<1ならば減少関数、a=1ならば定数、1<aならば増加関数となります。

今、この問題で考えている関数 y=t^k (t>0) の変数はtです。
もしかしたら、あっくわんさんは?Aの場合で考えておられるのではないでしょうか。
変数はtですから、これは?@の場合と同じく考えられるので、k>0のとき増加関数です。

いかがでしょうか。

※別解として、関数y=x^(k/x)の増減を考えてみるのも良いかも知れません。

No.5675 - 2010/10/20(Wed) 09:06:27

Re: 指数対数 / あっくわん [関東] [再受験生]
ゆうさん、回答ありがとうございます。確かにご指摘のように
ずーっと?Aの方で考えていました。指数が分数になって分かりにくくなったので
さらに置き換えたら見通しがよくなった気がします。kは与式で一定だから
kを定数とする y=t^kを考えるという方針でよろしいのでしょうか?

y=log(?)xでyは全ての実数をとるからk>0k=0,k<0の場合があるとも考えました。

2^(1/2)^k=A^k
3^(1/3)^k=B^k
4^(1/4)^k=C^k
5^(1/5)^k=D^k

D^k<A^k=C^k<B^k

ここでkを定数とする y=t^kを考える。A,B,C,Dは正であるからy=t^k(t>0)で考えてよい。

k>0のとき増加関数,k=0のとき1(定数関数),k<0のとき減少関数である。
以下・・・答え。と考えられるようになりました。

さらに間違いのご指摘やアドバイスがあるとありがたいのですが毎度の親切な解説
ありがとうございます。答えを示すだけではなく質問者の見当違いまでも見抜いて
くれるゆうさんには何度もお世話になってますね。

No.5679 - 2010/10/20(Wed) 19:48:58

Re: 指数対数 / ゆう [東北] [大学生]
確かにkもx、y等の値により様々な実数値をとりますが、y=t^k (t>0) を考える時は定数と見なします。

今、A^k=C^kなのでC^kの方で考えます。
k>0の単調増加の場合を例に挙げて、この大小関係の部分を少し詳しく説明しますと、
y=f(t)はt>0において単調増加であるから、(0<)D<C<Bならばf(D)<f(C)<f(B)ということです。

このような示し方を目標とした方針ですので、tを変数とした関数y=t^k (t>0)を用いているわけです。
「(0<)D<C<Bならばf(D)<f(C)<f(B)」を示したい、ということを頭に入れておくと、tを変数として考えるのは自然に思えませんか?

解答は、あっくわんさんの方針で大丈夫です。
大小関係を示す時に、上で書いたようにf(t)を用いて説明すると、より丁寧な解答になると思います。

No.5680 - 2010/10/20(Wed) 20:40:55

Re: 指数対数 / あっくわん [関東] [再受験生]
更なる解説までどうもありがとうございます!
理解が深まりました。この掲示板で得た知識やゆうさんのアドバイスで
もっと数学の魅力が高まってきました。今回もどうもありがとうございました。

No.5681 - 2010/10/20(Wed) 21:26:34
命題 / 蔵 [九州] [高校1年生]
こんにちは

学校の問題が、詳しくわからないので、お願いします。

命題の問題です

a、b、cは実数とする。次の条件の中で、a=bと同値な条件を選べ

1 a+c=b+c
2 a二乗=b二乗
3 (aーb)二乗=0

1 a=bならばa+c=b+c 真
a+c=b+cならばa=b  真

2 a=bならばa二乗=b二乗 真
a二乗=b二乗ならばa=b 偽

3 a=bならば(aーb)二乗=0 真
(aーb)二乗=0ならばa=b
よって同値のものは1と3

No.5672 - 2010/10/19(Tue) 22:40:52

Re: 命題 / 新矢(運営者) [近畿] [塾講師]
蔵さん,こんにちは。

書き込み文からでは,蔵さんの疑問がどこにあるのかを読み取ることができませんので,回答しようがありません。
どこで詰まっているのかを書き込んでいただけますか?

No.5677 - 2010/10/20(Wed) 13:37:20
確率 / みりんいか [北海道] [高校1年生]

週末課題がさっぱりで困っています。
どなた様か、力を貸してください、、


5枚の硬貨を投げるとき、2枚だけが裏になる確率を求めよ。

この問題なのですが
とりあえず絵を書いてみました。
しかし、答は見えてきません。

やり方を教えてください。
お願いします!

No.5665 - 2010/10/17(Sun) 20:13:20

Re: 確率 / 新矢(運営者) [近畿] [塾講師]
みりんいかさん,こんにちは。

これは確率の基本問題ですが,基本なだけにいろいろな考え方があります。
確率が難しいと感じる人は多いですが,この「いろいろな考え方で解ける」ことに一因があると思います。

まずは,みりんいかさんの考えに従って考えてみることにします。
場合の数や確率の問題で糸口がわからないときは,より簡単な問題を考えてみることも一つの手です。
この問題のより簡単な類題として,

「2枚の硬貨を投げるとき,1枚だけが裏になる確率を求めよ」

を考えてみましょう。
答えは 1/2 ですが,みりんいかさんなら,この問題をどう考えて解きますか?

No.5671 - 2010/10/18(Mon) 14:10:46

Re: 確率 / みりんいか [高校1年生]
レスありがとうございます。

全部のパターンは(裏、表)(表、裏)(裏、裏)(表、表)だから

このニパターン(裏、表)(表、裏)が一枚だけ裏だから


全体で割ります。 2/4  こんな感じです。


遅くなり申し訳ありません。

No.5673 - 2010/10/19(Tue) 23:32:00

Re: 確率 / 新矢(運営者) [近畿] [塾講師]
こんにちは。

課題の提出期限は過ぎたかと思いますが,確率の基本問題ですので,納得するまで考えていくことにしましょうね。

>全部のパターンは(裏、表)(表、裏)(裏、裏)(表、表)だから
そうですね。確率の問題ではそれぞれの硬貨は区別できるものと考えないといけませんよね。

では,「5枚の硬貨を投げるとき、2枚だけが裏になる確率」を同じように考えてみます。
表を○,裏を×で表すことにします。

全部のパターンは
 ○○○○○,
 ×○○○○,○×○○○,○○×○○,○○○×○,○○○○×
 ××○○○,×○×○○,・・・
すべ書きあげるとたいへんなことになりそうです。
全部のパターンが何通りあるのか,計算で簡単に求まらないものでしょうか?

No.5676 - 2010/10/20(Wed) 13:33:31
連立方程式 / 令子 [中国] [高校2年生]
連立方程式を解けという問題です。
2x+2ay=4a
ax+y=1+a^2

下段の式からy=a^2-ax+1と書けるからx+a(a^2-ax+1)=aでx+a^3-a^2x=0でx(a^2-1)=a^3
よって

(i) a=±1の時, 0=±1となるから解なし。

(ii) a≠±1の時, x=a^3/(a^2-1)だから
x=a^3/(a^2-1),y=a^2-a^4/(a^2-1)+1
即ち整理して
x=a^3/(a^2-1),y=1/(a^2-1)+1

となったのですが宜しいでしょうか?

No.5659 - 2010/10/17(Sun) 06:45:41

Re: 連立方程式 / londontraffic [教育関係者]
令子さん,おはようございます.
londontrafficと申します.

>下段の式からy=a^2-ax+1と書けるからx+a(a^2-ax+1)=aでx+a^3-a^2x=0でx(a^2-1)=a^3

黒のところが怪しくないですか?

No.5660 - 2010/10/17(Sun) 07:58:12

Re: 連立方程式 / 令子 [中国] [高校1年生]
ありがとうごさます。

x=a
y=1

となるのですね。

No.5669 - 2010/10/18(Mon) 03:52:18

Re: 連立方程式 / londontraffic [教育関係者]
そうですね.一応確認しましょうか.

2x+2ay=4a・・・(あ)
ax+y=1+a^2・・・(い)
とする.(あ)/2-(い)×a から
(a^2-1)x=a(a^2-1)・・・(う)
(う)は,a=±1のとき常に成立する.
i)a=1のとき(あ)(い)共にx+y=2となり,この関係式を満たす任意のx,yの組が解
ii)a=-1のとき(あ)(い)共にx-y=-2となり,この関係式を満たす任意のx,yの組が解
iii)aキ±1のとき,x=a,y=1

となります.どうでしょう?

No.5670 - 2010/10/18(Mon) 08:01:14
三角関数 / 有 [高校2年生]
はじめまして。
次の問題の解き方が解らず、質問させていただきます。
入試数学実力強化問題集の問題です。

2cosθ+3sinθ(0<θ<π/2)が最大となるときのcosθの大きさを求めよ。

合成して、
√13sin(θ+α)
というところまで自分で考えたのですが、
その先をどうすればいいのかが解りません。

宜しくお願いします。

No.5661 - 2010/10/17(Sun) 11:32:10

Re: 三角関数 / ゆう [東北] [大学生]
はじめまして。こんにちは、ゆうです。

三角関数の合成という方針で大丈夫です。
2cosθ+3sinθ=√13sin(θ+α)で合っていますが、
ここでsinα、cosαはどのような値なのか分かりますか?

まずは、それらの値を求めて下さい。

No.5662 - 2010/10/17(Sun) 12:13:07

Re: 三角関数 / 有 [高校2年生]
こんにちは。
ご回答ありがとうございます!

sinα=2/√13
cosα=3/√13 

ですよね。

No.5663 - 2010/10/17(Sun) 12:58:29

Re: 三角関数 / ゆう [東北] [大学生]
はい、そのとおりです。

このことから、αは 0<α<π/2 を満たす角だということが分かります。

今、0<θ<π/2 ですから、各辺にαを加えることで、α<θ+α<(π/2)+α となります。
(単位円を描いて、角(θ+α)がどのような範囲にあるのかを視覚的に確かめてみると良いと思います。)

以上から、θ+αのとり得る値の範囲がαから(π/2)+αまでであることが分かったので、
この範囲において sin(θ+α) の最大値はどうなりますか。
また、最大値をとる時のθ+αの値はいくらでしょうか。

No.5664 - 2010/10/17(Sun) 13:42:23

Re: 三角関数 / 有 [高校2年生]
sin(θ+α)の最大値が1でθ+α=π/2です。
No.5666 - 2010/10/17(Sun) 20:57:19

Re: 三角関数 / ゆう [東北] [大学生]
はい、sin(θ+α)の最大値が1ですから、
これで 2cosθ+3sinθ=√13sin(θ+α) の最大値が√13であることが分かりました。

そして、最大値をとる時 θ+α=π/2 ですから、θ=(π/2)−α とすると、
cosθ=cos((π/2)−α)となりますので、cosθの値が求められます。

いかがでしょうか。

No.5667 - 2010/10/17(Sun) 21:29:35

Re: 三角関数 / 有 [高校2年生]
なるほど!
よくわかりました!

わかりやすい説明、本当にありがとうございました!

No.5668 - 2010/10/18(Mon) 01:04:42
三角関数の問題 / FW [関東] [社会人]
納得できない問題があります。教えていただけないでしょうか。
本質の研究2Bの例題121です。

問題
sinx=2/3となるx (0< x < π/2)の値をaとおくとき、sinx=2/3となる実数xを求めよ。

問題集の解答
x=a+2nπ、(π-a)+2nπ

xの範囲が 0< x < π/2 なのに、なぜ解答ではxがa+2nπとかになるのでしょうか。
問題文の 0< x < π/2 がもし、 0< a < π/2 ならば納得できますが・・・。
私は、この問題文に対する答えはx=aだと思いました。

説明いただける方がいらしたら、教えて下さい。お願いします。

No.5657 - 2010/10/16(Sat) 20:34:21

Re: 三角関数の問題 / FW [関東] [高校1年生]
すみません、分かりました。
自分で投稿しておいて、自分で自己解決して、お騒がせして本当にすみませんでした。

この 0< x < π/2 というxの範囲は、sinx=2/3という式に対して設定された定義域でなく、sinx=2/3となるx(何個もありますよね)につけられた定義域なのですね。
よく分かりました・・・!

ありがとうございました。

No.5658 - 2010/10/16(Sat) 20:54:11
重複順列 / なみ [東北] [高校2年生]
初めまして。高2のなみです。   

宿題で出されたんですが、(1)は3^7で出ることが解ったんですが、一応解説をお願いしたいです。(2)は余事象で出ると思うんですが・・・
両方おねがいします!! 

問、先生が、赤色の風船、青色の風船、黄色の風船をそれぞれ7色ずつ、合計21本持っている。そして、これらの風船を7人の子供たちに1本ずつ、全部で7本の風船を配っている。

(1)このとき子供たちへの風船の配り方は何通りあるか。

(2)3色すべての色の風船を少なくとも1本は配るときの配り方は何通りか。


お願いします。

No.5649 - 2010/10/13(Wed) 21:49:54

Re: 重複順列 / ゆう [東北] [大学生]
なみさん、はじめまして、ゆうです。よろしくお願いします。

まず最初に、(1)は3^7ではないと思われます。
なぜなら、この問題では子供を区別していないからです。
問題文の解釈が難しいですが、今は色の配分だけを考えればよいと思います。

では、以下で考えていきます。子供を○で表すとします。

子供を一列に並べて、○○/○○/○○○のように途中に仕切り「/」を入れます。
これで左の二人には赤を、真ん中の二人には青を、右の三人には黄を配る、と考えます。

また、○○//○○○○○のような並べ方は、左の二人に赤を、右の五人に黄を配り、青は配らない、と考えます。

こうすると、このような並べ方が何通りあるのかを考えれば、その結果が配り方の総数に一致しますね。
この考え方で、もう一度やってみてください。

No.5650 - 2010/10/13(Wed) 23:03:15

Re: 重複順列 / なみ [東北] [高校2年生]
(1)は3^7であってると思うんですが・・・

(1)は2187通り、(2)は1806通りと答えはわかっているんですが、
とき方が解らなくて・・・

No.5651 - 2010/10/13(Wed) 23:26:38

Re: 重複順列 / 新矢(運営者) [近畿] [塾講師]
(1) については,人間は区別できるものの代表ですので,7人の子供をA,B,…Gと区別して考えます。
風船を渡す人の立場に立って考えると,Aさんには赤,青,黄のどれを渡すかで3通り,Bさんも同じく何色を渡すかで3通り,…,Gさんも3通り。
よって,3×3×3×3×3×3×3=3^7 です。

(2)については,こちらの掲示板ではマルチ投稿を許可していませんので,回答はいたしません。別に投稿された掲示板でご解決ください。

No.5654 - 2010/10/14(Thu) 13:29:23

Re: 重複順列 / なみ [東北] [高校2年生]
すいません。急いでたので、早い返事がほしくてほかの掲示板でも投稿していました。

ですが解決しました。
ありがとうございました!

No.5655 - 2010/10/14(Thu) 22:29:25
ベクトル / ががりこ [近畿] [高校2年生]
初めまして、ががりこです。学校のプリントです
高2です。早速ですが、

点Oを中心とする円に内接する△ABCの3辺AB,BC,CAをそれぞれ2:3に内分する点をP,Q,Rとする。
△PQRの外心が点Oと一致するとき、△ABCはどのような三角形か。

これが全く分かりません
とりあえず辺のベクトルを使ってPQベクトルを表したりなどしてみたのですが
次に条件式をどういうふうに立てたらいいのか…
なんとなく外心が三角形の内部にあるっぽいのですがそれは答えに関係あるのでしょうか?
またそれはどうやって証明したらいいのでしょうか?

No.5647 - 2010/10/09(Sat) 22:45:30

Re: ベクトル / ゆう [東北] [大学生]
はじめまして。おはようございます、ゆうです。

問題文を見ますと、つまり△ABCの外心と△PQRの外心が一致しているということですね。
今、その点がOですから、Oをベクトルの始点として考えたらどうでしょうか。

Oを始点にとると、P、Q、Rの位置ベクトルを、OA、OB、OCベクトルを用いて表すことができ、
さらに、OA=OB=OC という条件が使いやすくなります。

No.5648 - 2010/10/10(Sun) 08:04:03
極限 / あっくわん [関東] [再受験生]
こんにちは、11回目の質問になります。宮崎大学の問題です。

関数 f(x)=lim(n→∞)[3^(n-1)a+bx-cx^n]/[1+3^(n-1)+x^(n-1)]は、実数全体で
定義され、かつf(-3)=3である。ただし、nは自然数とする。
a,b,cの値を求め、関数f(x)のグラフをかけ。

xと3の大小関係から分子分母を累乗で割ったりするという方式だと思いすすめてみましたが、
f(-3)は代入後に分子分母を3^(n-1)で割ると
分母が1/[3^(n-1)]+1+(-1)^(n-1)となり無限大に飛ばすと(-1)^(n-1)が
-1のとき分母が0になってしまい、どうしたらいいものかと困ってしまいました。

|x|>3のとき-cx
|x|<3のときa
x=3のとき(a-3c)/2

とまでは考えられましたが、f(-3)のときの値の求め方がよくわかりません。
答えはa=3,b=-1,c=1となっています。値が確定したあとのグラフの書き方などは理解できます。
解答をみると 初っ端から、与式=fn(x)とおくとlim(k→∞)f(2k)(-3)もlim(k→∞)f(2k+1)(-3)も
存在してf(-3)に等しい・・・となっています。これはどういうことでしょうか?またそのような発想が
初っ端におこる動機がよくわかりません。分母の関係なのだろうか?そして(-3)を代入したあと
分子分母を3^(n-1)で割るという考えは見当違いなのでしょうか?よろしくお願いいたします。

No.5635 - 2010/10/08(Fri) 15:40:22

Re: 極限 / ゆう [東北] [大学生]
こんにちは、ゆうです。

x=-3以外の場合は大丈夫ですね。合っています。

それではx=-3のときですが、
あっくわんさんの「3^(n-1)で割る」という発想で大丈夫です。
しかし、この場合(-1)^(n-1)が出てきてしまいますので、そのまま無限大にすると、この部分は振動してしまいます。
そこで、nが偶数の時と奇数の時に分けて考えるのです。

問題文に「f(-3)=3である」とありますが、これは「f(-3)の値が存在して、3に等しい」ということを言っています。
この「存在する」ということが大事です。
よって、奇数偶数で分けて考えた時の結果がどちらもf(-3)=3に一致するということを意味します。
(奇数偶数で分けて、それぞれ違う値になったらf(-3)は存在しないことになります。)

以上の内容は、ご理解いただけましたでしょうか。
ご理解いただけたならば、f(-3)の値を、奇数偶数で分けて考えて、結果を書き込んで下さい。

No.5636 - 2010/10/08(Fri) 16:29:01

Re: 極限 / ゆう [東北] [大学生]
すみません、説明不足でした。

最後の、f(-3)の値を奇数偶数で分けて考えた結果について、
nが偶数の時はlim記号を付けたままで良いです。

No.5637 - 2010/10/08(Fri) 17:16:31

Re: 極限 / あっくわん [関東] [再受験生]
f(-3)=lim(n→∞)[3^(n-1)a-3b-c(-3)^n]/[1+3^(n-1)+(-3)^(n-1)]

3^(n-1)で分子分母を割って

   =lim(n→∞){a-b/[3^(n-2)]+3c}/{1/3^(n-1)+1+(-1)^(n-1)}

nが奇数のとき・・・=(a-0+3c)/(0+1+1)=(a+3c)/2

nが偶数のとき・・・分母が0になってしまうのでそのまま。
=lim(n→∞){a-b/[3^(n-2)]+3c}/{1/3^(n-1)+1+(-1)^(n-1)}になりました。

No.5638 - 2010/10/08(Fri) 20:41:23

Re: 極限 / ゆう [東北] [大学生]
計算ミスだと思われますが、3^(n-1)で分子分母を割った時の値が違っています。

lim(n→∞){a-b/[3^(n-2)]-3c(-1)^n}/{1/3^(n-1)+1+(-1)^(n-1)}
が正しいです。

もう一度、やってみて下さい。

No.5639 - 2010/10/08(Fri) 20:56:06

Re: 極限 / あっくわん [関東] [再受験生]
回答ありがとうございます。

Cのあたりが記入ミスでした。
-c(-3)^nが間違ってるみたいですが 3^(n-1)で割ると

[-c(-3)(-3)^(n-1)]/[3^(n-1])=+3c(-1)^(n-1)となります。何か勘違いしている
のでしょうか。ゆうさんの方では符号が異なってしまいました。

No.5640 - 2010/10/08(Fri) 23:08:13

Re: 極限 / ゆう [東北] [大学生]
おはようございます。

あっくわんさんの、3c(-1)^(n-1)でも同じことです。

私は、-3c(-1)^nとしましたが、
-3c(-1)^n=-3c(-1)(-1)^(n-1)=3c(-1)^(n-1)
となりますので、どちらも同じですね。

前のあっくわんさんの解答では「3c」となっていたので、cの部分に(-1)^nがないことを言いたかったのです。
nの奇偶によって符号が変わる重要なところです。

今のやり方で大丈夫ですので、そのまま進めてください。

No.5641 - 2010/10/09(Sat) 06:28:26

Re: 極限 / あっくわん [関東] [再受験生]
回答およびご指摘ありがとうございます。その後考えてみました。

f(-3)=lim(n→∞)[3^(n-1)a-3b-c(-3)^n]/[1+3^(n-1)+(-3)^(n-1)]

3^(n-1)で分子分母を割って

   =lim(n→∞){a-b/[3^(n-2)]+3c(-1)^(n-1)}/{1/3^(n-1)+1+(-1)^(n-1)}

nが奇数のとき・・・=(a-0+3c)/(0+1+1)=(a+3c)/2

これが3に収束するため a+3c=6・・・・・(1)

nが偶数のとき・・・分母が0になってしまうのでそのまま。
=lim(n→∞){a-b/[3^(n-2)]+3c(-1)^(n-1)}/{1/3^(n-1)+1+(-1)^(n-1)}になりました。

ここでn→∞のとき分母→0だから分子→0が必要であるので
lim(n→∞){a-b/[3^(n-2)+3c(-1)^(n-1)}=lim(n→∞)a+3c(-1)^(n-1)=0・・・・・(2)
nは偶数だからa+3c(-1)^(n-1)=a-3c=0・・・・・(3)
(1),(3)よりa=3,c=1
(2)に戻して計算するとb=-1、これを元にf(x)=・・・中略・・・して
|x|>3のとき-x、|x|<3のとき3、x=3のとき0、x=-3のとき3 求めるグラフを得る。

No.5642 - 2010/10/09(Sat) 13:18:40

Re: 極限 / ゆう [東北] [大学生]
無事に解決できたようですね。

あっくわんさんの解答にある通り、
nが偶数の時は(分子)→0(n→∞)の必要条件から求めます。

あとは問題ありません。お疲れ様でした。

No.5643 - 2010/10/09(Sat) 14:12:16

Re: 極限 / あっくわん [関東] [再受験生]
ゆうさん、毎度ありがとうございます。数学1A2Bでもお世話に
なっており、今回は数3までも。9月中に終える予定でした問題集の
わからないところがほとんど理解できました!

偶数、奇数で考えるのは問題を先見しての考えなのでしょうか?それとも
途中でつまづいてしまった時にその策を考えるということで理解しても
よさそうですか?解答では紙面の都合などもあっていきなり場合わけを
はじめることも多いのでこのあたりが理解できないことが多くあります。

No.5644 - 2010/10/09(Sat) 14:23:54

Re: 極限 / ゆう [東北] [大学生]
確かに、問題集の解答では先を見通して少し上手く(?)進めたり、紙面の都合で途中式を省略したりしていますね。
今回の場合も、おそらく先のことを考えて、最初に場合分けしておいたのだと思います。
(問題集を持っていないので、正確なところは分かりませんが……)

しかし、問題集の通りに、最初から場合分けして考える必要はありません。
「x=-3の時を考えたら、その必要が出てきた」ということで、この時点で場合分けしても何も問題ありません。
むしろ「途中で場合分けが必要になった時」にするほうが、自然だと思いますよ。

自分の解答に自信を持って、これからも頑張って下さい。

No.5645 - 2010/10/09(Sat) 16:01:08

Re: 極限 / あっくわん [関東] [再受験生]
貴重なアドバイス、どうもありがとうございました。
今後ともよろしくお願いいたします。

No.5646 - 2010/10/09(Sat) 16:04:33
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