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(No Subject) / あんず [東北] [高校2年生]
こんばんは、あんずです。
宿題のプリントで分からないところがあるので質問します。

数学?U・微分法の問題です。
【問題】
関数f(x)=2x^3-3(a+2)x^2+12axの極小値が0であるように、定数aの値を定めよ。
また、このときの極大値を求めよ。

なのですが…

f'(x)=6x^2-6(a+2)x+12a
   =x^2-(a+2)x+2a=0
(x-a)(x-2)=0
      x=a,2
となるところまでは分かっています。
ここから、aと2の大小関係での場合分けをどうやったらいいのか分かりません。

解答よろしくお願いします!

No.4473 - 2010/02/22(Mon) 18:48:19

Re: / CORNO [東北] [教育関係者]
おばんです,CORNO です.

まず,ですが,
>f'(x)=6x^2-6(a+2)x+12a
>   =x^2-(a+2)x+2a=0
 2行目はちょっとまずいです.
 何がまずいか,あんずさんはわかりますか?

では,本題にいきます.
>aと2の大小関係での場合分けをどうやったらいいのか分かりません。
 つまり,
   (A) a<2 のとき  (B) 2<a のとき
 の2つの場合を考えているのですよね?
 それぞれの場合について増減表を書いてください.
 それぞれの場合について,極小値はどうなりますか?
 そして,その値が 0 となるとき,a の値はどうなりますか?

No.4476 - 2010/02/23(Tue) 19:35:49

Re: / あんず [東北] [高校2年生]
こんばんは。

すみませんorz...
=0はおかしいですね。

f'(x)=x^2-(a+2)x+2a
f'(0)=0を解くと、x=a,2

と、訂正します。

[(A)a<2のとき]
極小値 12a-8
また、極小値が0のとき、a=2/3
[(B)2<aのとき]
極小値-a^3+6a^2
また、極小値が0のとき、a=0,6

でしょうか。もし計算ミスしていたら、もう一度やるので教えてください。

No.4477 - 2010/02/23(Tue) 19:58:47

Re: / CORNO [東北] [教育関係者]
こんばんは.
で,まず「ムム〜ッ!」です.

>すみませんorz...
>=0はおかしいですね。
>f'(x)=x^2-(a+2)x+2a
>f'(0)=0を解くと、x=a,2
>と、訂正します。
 いえ,おかしいのは
> 6x^2-6(a+2)x+12a
>   =x^2-(a+2)x+2a
 ですよ,わかりますか?

で,また,本題へ.

>[(A)a<2のとき]
>極小値 12a-8
>また、極小値が0のとき、a=2/3
>[(B)2<aのとき]
>極小値-a^3+6a^2
>また、極小値が0のとき、a=0,6
 計算ミスはありません.
 ただ,場合分けでは,絶対に注意しないといけないことがあるんです.
 それは何かというと…

 (B) の場合ですが,
 (B) は 2<a として話が始まっています.
 ということは,a=6 は問題ないですが,a=0 はまずいでしょ?
 したがって,(B) としての答は a=6 だけになります.

最後にひとつ.
 (A) a<2 のとき  (B) 2<a のとき
の2つの場合を考えたわけですが,a=2 のときってどうなりますか?
a=2 のときはまだ考えていませんでしたよね?

No.4478 - 2010/02/23(Tue) 20:30:22

Re: / あんず [東北] [高校2年生]
f'(x)=6x^2-6(a+2)x+12a
f'(x)=6{x^2-(a+2)x+2a} ですね!

2<aの条件を忘れていました...
テストのときは気をつけます。

a=2のときは極値なし

でしょうか?

No.4479 - 2010/02/23(Tue) 21:37:46

Re: / CORNO [東北] [教育関係者]
>a=2のときは極値なし
 その通りです.

No.4481 - 2010/02/24(Wed) 02:16:58

Re: / あんず [東北] [高校2年生]

ありがとうございました。

また、問題の方に、
「このときの極大値をもとめよ。」とあるのですが、
どのように計算すればよいですか?
a>2,a<2のそれぞれで作った増減表の極大値の値にa=2/3,a=6をそれぞれ
代入するのですか...?

No.4483 - 2010/02/24(Wed) 19:24:23

Re: / CORNO [東北] [教育関係者]
全くその通りです.
No.4484 - 2010/02/24(Wed) 21:01:20

Re: / あんず [東北] [高校2年生]
それでは、解答の書き方として、

a>2のとき、a=6
極大値は 64,
a<2にとき、a=2/3
極大値は 64/27
a=2のとき極値なし

でよろしいですか?

No.4485 - 2010/02/24(Wed) 21:21:42

Re: / CORNO [東北] [教育関係者]
いいと思いますが,問題には,
>極小値が0であるように、定数aの値を定めよ。
 とありますから,

  a=6,極大値は 64,
  または,
  a=2/3,極大値は 64/27

 でいいと思いますよ.

No.4486 - 2010/02/24(Wed) 21:27:34

Re: / あんず [東北] [高校2年生]
わかりました!

CORNOさん、分かりやすい解答本当にありがとうございました。
今後とも、この掲示板にお世話になろうと思っています!

No.4487 - 2010/02/24(Wed) 22:45:53
(No Subject) / ケイイチ [四国] [浪人生]
先日お世話になりましたケイイチです。

学校でもらった2次対策向けのプリント(解答・解説なし)の中の
問題です。(どこかの入試問題かと思います)じゃあ先生に聞けといわれそうですが、
学校に行きたくてもインフルエンザであと1週間は学校に来るなと言われました。(体はタミフルでもう元気なのですが) 
問題は以下のものです。

関数f(x)が区間[a,b]でf'(x)≧0をみたすとき

int_{a}^{b} xf(x)dx ≧ (a+b)/2{int_{a}^{b} f(x)dx}・・★

つまり∫[a,b]xf(x)dx ≧{(a+b)/2}×∫[a,b]f(x)dx を証明せよという問題です。


定積分で ∫f(x)dx=F(x)とすると ★の左辺ー右辺=(b-a){F(a)+F(b)}
 
という変形までいって{F(a)+F(b)}≧0がいえずに困っています。 なにか

別の糸口(平均値の定理?)があるのか、自分の方針はあっているのか?

どなたか回答よろしくおながいします。


 

No.4423 - 2010/02/15(Mon) 19:36:26

すみません。訂正です / ケイイチ [四国] [浪人生]
すみません、上記で

「定積分で ∫f(x)dx=F(x)とすると ★の左辺ー右辺=(b-a){F(a)+F(b)}
 
という変形までいって{F(a)+F(b)}≧0がいえずに困っています。」 と

書きましたが、その計算の際に ∫f(x)dx=F(x)のとき ∫xf(x)dx=xF(x) という

大馬鹿なことをやっていたことに気づきました。

ですので、自分では今のところどういう解法があるのかさっぱりです。

よろしくおねがいします。

No.4424 - 2010/02/15(Mon) 21:41:39

Re: / 新矢(運営者) [近畿] [塾講師]
ケイイチさん,こんにちは。
回答がたいへん遅くなってしまい申し訳ありません。

int_{a}^{b} xf(x)dx もint_{a}^{b}f(x)dx も,定積分の計算結果はaとbの式になるのですから,
この問題は 『0<a<1,b>0 のとき (a+1)^b>ab を示せ』と同じように考えて見ましょう。

つまり,bを変数とみて

g(t)=int_{a}^{t} xf(x)dx −(a+t)/2{int_{a}^{t} f(x)dx}

として,t≧a において g(t)≧0 を示すのが基本方針になるかと思います。

No.4472 - 2010/02/22(Mon) 15:54:36
数列 複利計算 / 真由美 [関東] [大検生]
おはようございます。よろしくお願い致します。

Z会の高2発展数学H予習編7月号11ページから、数列の問題です。

「問題6」
ある年の初めに100万円を借り入れた。翌年から毎年の初めに一定額を返し、ちょうど10回目で返済を完了するためには、毎年の返済金をいくらにすればよいか。
ただし、年利5%の複利法で計算するものとし、1000円未満を四捨五入して答えよ。
また、必要があれば、1・05の10乗=1.63を用いてもよい。

以上が問題です。

解き方がわからず解答を見たところ、

借り入れた100万円は、返済完了時点で100万×1・05の10乗(円)…?@
になる。

ここで、毎年返済する一定額をx円とすると、返済完了時点で、それぞれ
1回目の返済金…x×1.05の9乗
2回目の返済金…x×1.05の8乗
3回目の返済金…x×1.05の7乗

10回目の返済金…x円

と書いてあるのですが、毎年「一定額」とあるのにどうして一定でないのかわからず、
止まってしまいました。

?@は意味がわかりましたが、
トータルとして?@を一定額10回で返すのに、どうして?@÷10でいけないのかがわかりません。

低レベルな質問かもしれませんが、大検出身のため、周りに聞ける人がいなくて
困り果てていますので、どうかよろしくお願い致します。

(○の「何乗」の入力方法がわからず、日本語で入力しました。重ね重ねすみません。)

No.4441 - 2010/02/18(Thu) 10:20:37

Re: 数列 複利計算 / 河童 [中国] [塾講師]
真由美さん、はじめまして。河童です。
大検で頑張ってらっしゃるんですね。応援してますよ。

さて、

> 1回目の返済金…x×1.05の9乗
> 2回目の返済金…x×1.05の8乗
> 3回目の返済金…x×1.05の7乗
> …
> 10回目の返済金…x円

この部分ですが、ここにはどう書いてありますか?
例えば、1回目の返済金は、完済時には x×1.05の9乗 になる、というふうに書いてありませんか?
まずはそこを確認してみてください。

ちなみに、累乗を記入するときは、例えば 10 の 2 乗は 10^2 のように書きます。
『^』の記号は、半角でひらがなの『へ』のキーです。0キーのふたつ右にあるはずです。
でも、今まで通り、10 の 2 乗でも構いませんよ^^

No.4445 - 2010/02/19(Fri) 00:35:05

Re: 数列 複利計算 / 真由美 [関東] [大検生]
おはようございます。河童さん、ご回答いただきありがとうございます。
○乗の入力、ご指導通りにやってみました。
よろしくお願い致します。

おっしゃるとおり、完済時にはx×1.05^9になる、というふうに書いてあります。

どうして1回目に返済したx円が、x×1.05^9円になるのかがわかりません。
1回目がわかれば、2回目以降はわかると思うのですが…。

1回目の返済時にx円を5%の複利で貯金をすれば、10回目の返済完了時点でちょうど9年経つのでx×1.05^9円になるのはわかります。

複利法では、貯金だけでなく返済金にもこの事をあてはめて考えるのかな…、だとすれば、1回目の返済金x円は完済時点ではx×1.05^9の価値になると見なせる、の様な考え方なのかな…??と悩んでます。

長々とすみませんが、またよろしくお願い致します。

(PCの操作方法もいまいち苦手で、ちゃんと返信になるか、新しい投稿になってしまわないかと心配ですが、投稿するボタン押してみます。)

No.4446 - 2010/02/19(Fri) 09:44:15

Re: 数列 複利計算 / 河童 [中国] [塾講師]
真由美さん、こんばんは。
確認ありがとうございます。
よく読み返すと、最初の質問に、「返済完了時点で」と書いてらっしゃいました。
たいへん失礼しました。

さて、それでは。
まず、真由美さんが誤解されているところから正しておきましょう。

> 借り入れた100万円は、返済完了時点で100万×1・05の10乗(円)…?@
> になる。

> ?@は意味がわかりましたが、
> トータルとして?@を一定額10回で返すのに、どうして?@÷10でいけないのかが分かりません。

実は、?@の金額(今後は具体的に 163万 と書くことにします。実際は162万9千円ですね)は、
借りた人が返すべき金額ではなく、『貸した人が10年後に手に入れたい金額』なのです。
同じじゃないかとお思いでしょうが、それは違います。ご説明しましょう。

話を分かりやすくするために、個人間の貸し借りでお話します。
AさんがBさんに100万貸した、という設定でいきましょう。

Aさんは、この100万を銀行に預け、10年後に163万円に増やす計画を立てていました。
そこへBさんから相談を受け、AさんはBさんに100万を貸すことにしました。
本来なら、その100万は10年後には163万になるはずだったわけですが、Bさんに貸してしまったために計画が狂ったわけですね。
もしも、Bさんが10年後にまとめて返すというのであれば、163万返してもらわなければ割に合いませんね。
しかし、Bさんが毎年決まった金額を返済するというのであれば話は別です。
というのも、Bさんから帰ってきたお金をすぐに銀行に預ければ、Aさんはそのお金を利用できるからです。
つまり、こう考えればいいんですね。Aさんの代わりにBさんがAさんの銀行口座に毎年預金すると。
その預金によって、10年後に163万になればめでたしめでたしというわけです。

これでお分かりになったでしょうか。

No.4448 - 2010/02/19(Fri) 23:35:23

Re: 数列 複利計算 / 真由美 [関東] [大検生]
河童さん、おはようございます。

家族が病気で看病していたので、返信が遅くなり申し訳ありません。

解説が大変わかりやすく、なるほど!!でした。
それで、毎年一定額のx円なのですね。
学校の先生がこのくらいわかりやすく教えてくれれば、数学嫌いにならなかったかも…。

おかげ様でこの問題は解決できました。

ありがとうございました♪

No.4471 - 2010/02/22(Mon) 10:11:31
式の意味と不等号について / QMaas [中国] [高校3年生]
こんにちは。式の意味と不等号について質問です。

問題は画像の方が分かりやすいので、画像をご覧ください。
(疑問箇所は?マーク、!マークで示しています。)

質問は以下の2点です。
(1)?マークのところの式が、なぜこのような式になるのでしょうか。
(2)!マークのところが、なぜ≦ではないのでしょうか。

よろしくお願い致します。



『ニューアクションβ数学?V+C 新課程対応(東京書籍)』18ページ(例題8)より引用

No.4453 - 2010/02/21(Sun) 12:02:41

Re: 式の意味と不等号について / londontraffic [教育関係者]
QMaasさん,こんにちは.再びlondontrafficです.
下に挙げた式をご覧になりながらでお願いします.

まず?の所です.
○3^nとの比較
式の【1】においてアンダーラインが1+2n+4n(n-1)/2の部分で,2重線部分は正の数です.この2重線の部分を除くので,3^n≧1+2n+4n(n-1)/2
○2n^2との比較
1+2n+4n(n-1)/2を展開整理すると,2n^2+1.これは明らかに2n^2より大.

次に!の所です.
おそらくn=3で引っかかっているのですよね(式【3】参照).確かにn=3で一致するので,QMaasさんの仰るとおりだと思いますし,テストで書かれたら・・・点を引きたい気持ちになりますね.ただ,結局nの値を∞に近づけるワケですから,些末なことだと済ませるかもしれません.またはさみうちの問題なので,等号が入るか入らないかはあまり関係ないのも事実.等号を入れる,nを4以上とするなどとすれば,納得いきますよね?

No.4457 - 2010/02/21(Sun) 15:54:18

Re: 式の意味と不等号について / QMaas [中国] [高校3年生]
ご回答ありがとうございます。

(1)?のところですが、分かりやすい画像のおかげもあり
すんなりと理解することができました。

(2)!は考えが間違っていなかったようで安心しました。
もちろんn≧4などなら納得いきます。
些末なこととはいえ、なるべく正確な問題を作ってほしいものです(笑)


わざわざ式の画像まで作って頂いて、本当にありがとうございました。

No.4468 - 2010/02/21(Sun) 20:14:58
(No Subject) / あんず [東北] [高校1年生]
こんにちは。再び質問です・・・。
数学?U・微分法と積分法についての問題です。

【問題】(類 09 自治医大)
(x-1)(x-2)(x-3)=k が3つの異なる実数解をもつために、とりうる実数kの範囲は、
m<k<Mとなる。m,Mの値を求めよ。

与式の左辺をとりあえず微分してみたのですが、
次に何をしたらよいのか分かりません。
この手の問題の解き方を教えてください。

解答よろしくおねがいします!

No.4459 - 2010/02/21(Sun) 16:10:17

Re: / londontraffic [教育関係者]
あんずさん,こんにちは.もしNo.4451で質問された方でしたら,高校2年生でよろしいですか?
では,いきましょう.

>与式の左辺をとりあえず微分してみたのですが、
イイ感じですね.では左辺をf(x)とすると,f(x)は3次関数で,
f(x)=□,f'(x)=□,極大値□,極小値□
となる・・・の□にあてはまるものをすべてカキコしてください.よろしくお願いいたしますm(_ _)m

No.4460 - 2010/02/21(Sun) 17:27:47

Re: / あんず [東北] [高校2年生]
すみませんでした…高2です。

f(x)=x^3-6x^2+11x-6,
f'(x)=3x^2-12x+11

で合っていますか?

No.4461 - 2010/02/21(Sun) 17:49:40

Re: / londontraffic [教育関係者]
そこまでokですよ.
極大値と極小値はどうなりますか?

No.4462 - 2010/02/21(Sun) 18:07:54

Re: / あんず [東北] [高校2年生]

極大値2√3/9,
極小値−2√3/9

です!

No.4463 - 2010/02/21(Sun) 18:07:54

Re: / londontraffic [教育関係者]
激早でビックリ.
ここまでできればあと一息です.

さて中学でも習ったことですが,
例えば
  問 2つの直線 y=x と y=-x+1 を求めよ
と言われたら,2つの直線の方程式を連立させて解いたxの値をx座標,yの値をy座標とした点を答えますよね.
それを逆に考えるのです.
すなわち,
方程式の解が分からないので,図形の交点のx座標を考える
のです.

方程式(x-1)(x-2)(x-3)=k において,左辺を関数と考えたf(x)=(x-1)(x-2)(x-3)【すなわち3次関数のグラフ】とy=k【x軸と平行な直線】の交点を考える...ということは,2つのグラフが3つ共有点(交点)をもつようにするのです.

いかがですか?

No.4465 - 2010/02/21(Sun) 18:57:21

Re: / あんず [東北] [高校1年生]
ということは、
2√3/9<k<−2√3/9 で、

m=2√3,M=-2√3/9ですね!!!

サザエさん、今終わりましたねv(。´ー`。)v

分かりやすかったです。本当にありがとうございました!

No.4466 - 2010/02/21(Sun) 19:00:48

Re: / londontraffic [教育関係者]
投稿し損ねた方のレスをいただいたようで.まるちゃんとサザエさんの間で終了ってカンジですね.
お気づきだと思いますが,最大値と最小値が反対,よってkの範囲も逆です.

ご理解いただいてよかったです(^ ^)

No.4467 - 2010/02/21(Sun) 20:06:48
数?Uクリアー340(2) / 数U好きになりたい [東海] [高校1年生]
こんにちは。お願いします。

数研出版のクリアー数?Uの340(2)の問題です。

X≧10、y≧10、xy=10^3のとき、log10底x×log10底yの最大値、最小値を求める問題です。

自分で解いたところ

xy=10^3より両辺が正の数より常用対数をとると、
    log10底xy=log10底10^3
log10底x+log10底y=3
    log10底y=3−log10底x よってlog10底x×log10底yに代入すると、
    log10底x×log10底y=log10底x×(3−log10底x)
              =3log10底x−(log10底x)^2・・・?@
           またx≧10, y≧10,より
    log10底x≧log10底10, log10底y≧log10底10
log10底x≧1, (3−log10底x)≧1

    よって  1≦x≦2・・・?A

     ここまではできたんですけどここからよく分かりません。教えてください。

No.4449 - 2010/02/20(Sat) 16:40:21

Re: 数?Uクリアー340(2) / londontraffic [教育関係者]
数?U好きになりたいさん,こんにちは.londontrafficと申します.
>    よって  1≦x≦2・・・?A
の直前まではokですね.
この部分は
《よって 1≦ log_{10} x ≦2 》
が正しいです.

このままで進めても良いのですが,log_{10} x を書き続けるのが辛いので,log_{10} x=tとおいて,?@?Aの式をこれで書き直してみます.

?@ 3t-t^2  ?A 1≦t≦2

ここまでくると【関数y=-x^2+3x (1≦x≦2)の最大値と最小値を求めよ】
と同じになります.

いかがですか?

No.4450 - 2010/02/20(Sat) 17:21:04

Re: 数?Uクリアー340(2) / 数2好きになりたい [東海] [高校1年生]
返信遅れてすみません。 確かにそうなりますが、ここからどうやればいいか昨日考えたのですが分かりません。ヒントか何か教えていただけないでしょうか?   
No.4454 - 2010/02/21(Sun) 13:55:44

Re: 数?Uクリアー340(2) / londontraffic [教育関係者]
うーん.
【関数y=-x^2+3x (1≦x≦2)の最大値と最小値を求めよ】
この問題の関数が2次関数であることはご理解いただけますか?
2次関数の最大値・最小値は,平方完成することによって見えてきますが,いかがでしょう?
(すなわち?@も2次式なので,2次関数と同じ方法で最大・最小が得られます)

No.4455 - 2010/02/21(Sun) 14:52:05

Re: 数?Uクリアー340(2) / 数2好きになりたい [東海] [高校1年生]
ありがとうございます。ようやく解けました。またよろしくお願いします。 
No.4458 - 2010/02/21(Sun) 16:02:20
数?U 微分法 / あんず [東北] [高校2年生]
はじめまして、こんにちは。あんずと申します。
数?Uの微分法について質問します。

学校の宿題で出た問題が解けません。
(09 名城大・人間,情,都市情)の過去問から、微分法の問題です。

【問題】
半径3の球に内接する体積Vの直円柱がある。
直円柱の高さを2t(0<t<3)としたとき、Vをtを用いて表せ。

なのですが、
直円柱の底面が分からず、解けませんでした。
どうしたら解けますか?教えてください。

No.4451 - 2010/02/20(Sat) 17:23:39

Re: 数?U 微分法 / かっこう [関東] [大学生]
出題者がなぜ"2"tにしたのか考えよう。 

直円柱の底面の半径をrとすると
V=r^2*π*2t
また三平方の定理より
t^2+r^2=9
∴V=-2πt^3+18πt

No.4452 - 2010/02/21(Sun) 02:08:27

Re: 数?U 微分法 / あんず [東北] [高校1年生]
なるほど。
三平方の定理を使うんですね。

分かりやすい解答どうもありがとうございました!!
これからもこの掲示板を活用させていただきたいと思います!

No.4456 - 2010/02/21(Sun) 15:27:35
ベクトルの図 / かわばた [関東] [高校2年生]
こんばんわ先日お世話になりましたかわばたと申します。
何度もすみません。
この掲示板だけが私の支えです。

大学の入試問題を最近は解いているのですが。
ベクトルの問題でどうしても図が描けない問題があったので
ご指導をお願いします。

【問題】

A(1,1)とし,第2象限,第4象限にそれぞれ点B,Cをとる。
別に点Dをとり,四角形ABDCを作るとき,AB=AC,AB⊥AC,DB⊥DCが成り立つとする。

また,2本の対角線は原点Oで交わり,対角線BCはベクトルv→=(2,-1)に平行とする。
このとき,OB→=xv→,OC→=yv→とおくと

(1) x+y=□,xy=□
(2) したがって,x=□,y=□
(3) 点Dの座標は(□,□)である。



なんですが。
私は四角形ABDCは正方形になっていると思いました。
しかし,2本の対角線が原点Oで交わるならば
BCとv→が平行になりません・・・。

BCとv→が平行になるように図を描くと
2本の対角線が原点Oで交わらなくなってしまいます。

No.4436 - 2010/02/17(Wed) 21:50:24

Re: ベクトルの図 / おむすびころりん [九州] [塾講師]
おむすびころりんといいます。

かわばたさんは、書きました。

> ベクトルの問題でどうしても図が描けない問題があったのでご指導をお願いします。

この問題の図を描く手順は、以下のようになります。
1) 座標平面上に点Aを置き、直線AOを引く。この直線上に点Dが存在する。
2) ・・ベクトルが↑vで原点Oを通る直線BCを引く。この直線上に2点B, Cが存在する。
3) ∠・・・+∠・・・=・・・°より、四角形ABDCは・・・・・・。
  (線分BCは、四角形ABDCの・・・の・・となる。)
4) 点Aから直線BCへ垂線AHを引く。
  (三角形ABCは・・・・・三角形なので、点Hは四角形ABDCの・・・の・・となる。)
5) 四角形ABDCの・・・を描き、3つの点B, C, Dの位置を定める。

3)の内容(ヒント:数学A)が分かれば、以下のかわばたさんの疑問点は解決すると思います。

> 私は四角形ABDCは正方形になっていると思いました。

実際の解法については、

↑OA, ↑OB=x・↑v(ただし、x<0), ↑OC=y・↑v(ただし、y>0)の成分表示を、
AB=AC, AB⊥ACを表すベクトルを使った式に代入して連立方程式を解くと、x, yの値が定まります。

また、↑OD=z・↑OA(ただし、z<0)とおき、↑OB, ↑OC, ↑ODの成分表示を、
DB⊥DCを表すベクトルを使った式に代入して方程式を解くと、zの値が定まります。

No.4439 - 2010/02/18(Thu) 00:19:56

Re: ベクトルの図 / かわばた [高校1年生]
とけました。
ごしどうありがとうございました。

No.4447 - 2010/02/19(Fri) 21:53:28
宜しくお願いします。 / MISTEY [東海] [高校1年生]
はじめまして。私が解説していただきたい問題は学校のプリントのものです。
私は数学が苦手で、場合分けとなるとどのように考えればいいのか教科書を見てもよく分かりません。
(1)の答えは-14/5<k<-2/3,(2)の答えはk<1/2となるようなのですが、一生懸命考えてもどうしても考え方が分かりません。解説をいただけたら、今後より理解できるように努めたいと思います。どうかよろしくお願いします。

方程式x^2+kx+k-2=0が次の条件を満たすような定数kの値の範囲を求めよ。
(1)1つの解が-3と-1の間にあり、他の解が2と4の間にある。 
(2)1つの解は1より大きく、もう1つの解は1より小さい。

                    分かり易い解説をよろしくおねがいします。

No.4313 - 2010/01/30(Sat) 17:21:37

Re: 宜しくお願いします。 / ka-o [教育関係者]
解答中です。
No.4316 - 2010/01/30(Sat) 18:51:51

Re: 宜しくお願いします。 / ka-o [教育関係者]
はじめまして。
ka-oです。

>場合分けとなるとどのように考えればいいのかわかりません

場合分けは高校数学第一の山場です!!
ということもあり、回答では、この問題に限らない場合分けのことにもふれながらやっていきたいと思います。
回答のやりとりの途中で、もしMISTEYさんの都合がつけば、この問題以外の場合分けの問題も考えていただきたいと、思っているところです。まず、場合分けの問題といえば、この問題のパターン以外にどのようなパターンの問題に今までぶつかりましたか?これは分かりにくい、と思ったパターンの問題をひとつあげてください。


それでは、この問題について考えてみましょう。


まず、

「方程式x^2+kx+k-2=0の実数解」

というのは、

「関数f(x)=x^2+kx+k-2とx軸の交点」

と一致しているということは、よろしいですね。(x軸というのはy=0のことですので)


つまり、方程式f(x)=0が実数解をもたなければ、f(x)はx軸と交点を持たない。

また、方程式f(x)=0が実数解を二つ持てば、f(x)はx軸と交点を二つもつ。

ということです。


(1)では、

「一方の解が-3と1の間、もう一方の解が2と4の間」

となっているので、f(x)とx軸の交点は、

「一方の交点のx座標が、-3と1の間、もう一方は2と4の間」

になります。

それでは、二次関数f(x)とx軸の交点の、一方が-3と1の間で、もう一方が2と4の間になるように、おおまかでいいので、グラフをかいてみてください。

この書いたグラフを参考にして、条件を考えていくわけです。

こういった、関数とx軸の交点を考える問題で注目すべきは、


?@判別式D,

?A軸の位置,

?Bf(a)の正、負(x=aというのは、問題によって変わります。)


のずばり3つですが、この問題で注目すべきは、

?Bf(a)の正、負(この問題の場合、a=-3,1と、a=2,4)

です。ではこの問題の場合、f(-3)、f(1)、f(2)、f(4)の正、負はどうなっていますか?グラフから判断してください。

No.4317 - 2010/01/30(Sat) 19:38:41

Re: 宜しくお願いします。 / MISTEY [東海] [高校1年生]
遅くなってすいません。考えるのに時間がかかってしまいました。

f(-3)=-2k+7=0
f(-1)= -1 =0 
f(2) =3k+2 =0
f(4) =5k+14=0

よって
f(-3) k=-7/2
f(-1) kが消えたので成り立たない。
f(2) k=-2/3
f(4) k=-14/5

このようになったのですが。あとは数直線などで考えればいいのでしょうか。

・・・なんだかものすごく間違ったことを考えている気がするのでもう一度ご指導願います。

No.4328 - 2010/01/31(Sun) 13:26:45

Re: 宜しくお願いします。 / ka-o [教育関係者]
うーん、残念ながら・・・という感じですね。

二次関数の問題だったら、まずはとにかく「グラフ」ということで、グラフをかいてください。

紙とペンを手元が今手元にありますね。

ではいきます。

まず、x軸と、-3から-1の範囲で交わっている下に凸の放物線のグラフをかいてみてください。

それでは今度は、二直線x=-3とx=-1のグラフをかいてみてください。

すでにかいた放物線のグラフと、x=-3のグラフの交点を考えてみます。すると、交点のy座標f(-3)の正、負はどうなっていますか?どうように、f(-1)の正、負はどうなっていますか?

(申し訳ありませんが、以前にかいた自分の解答が完全に間違っていたため、訂正させていただきました。)

No.4330 - 2010/01/31(Sun) 21:38:29

Re: 宜しくお願いします。 / ka-o [教育関係者]
紙とペンを手元が今手元にありますね。

じゃなくて、

紙とペンが、今手元にありますね。

ですね・・(汗

No.4355 - 2010/02/06(Sat) 03:48:20

Re: 宜しくお願いします。 / MISTEY [東海] [高校1年生]
大変返事が遅れてしまい本当に申し訳ありません。 あれから随分考えたのですが・・・

方程式x^2+kx+k-2=0を、まずf(x)=x^2+kx+k-2になおして、おおまかにグラフをかいてみました・・・

結果、
x=-3を通るときは0より大きく、
x=-1を通るときは0より小さく、
x=2 を通るときは0より小さく、
x=4 を通るときは0より大きい。 ・・・のようになりました。  

ここまでは多分、あっているのではないかと思うのですが・・・

それぞれをxに代入してみました。

f(-3)>0
=9-3k+k-2
=7-2k>0
7-2k>0
k<7/2

f(-1)<0
=1-k+k-2
-1<0 不適

f(2)<0
=4+2k+k-2
=2+3k<0
3k<-2
k<-2/3

f(4)>0
=16+4k+k-2
=14+5k>0
k>-14/5

計算して出てきたkの値を、数直線上に表してみました。
共通範囲は、-14/5<k<-2/3になりました。


・・・・・・長い間留守状態で大変迷惑をかけてしまいました。本当にすいません。また宜しくお願いします。


No.4415 - 2010/02/14(Sun) 14:27:06

Re: 宜しくお願いします。 / ka-o [教育関係者]
おー、完璧!その通りです。

ただ、f(-3)=-1<0で、「不適」というのは少し言葉が違うかな?という気がします。
f(-3)<0というのは、kの値にかかわらず成り立ってくれることなので、不適ではなくて、「任意のkで成立」という言葉に変えたほうがいいでしょう。(厳しいようですが、入試では減点されかねません。)

まったく同じように考えると、(2)はどのようになるでしょう?
次に考えるべきは、f(1)の値、これひとつですね。

No.4420 - 2010/02/15(Mon) 04:46:56

Re: 宜しくお願いします。 / MISTEY [東海] [高校1年生]
任意のkで成立・・・・・・わかりました。

(2)は、グラフで考えるとf(0)<0でf(1)<0じゃないとありえなくなると思うのですが・・・どうでしょうか?この考え方であっていますか?

No.4421 - 2010/02/15(Mon) 17:15:46

Re: 宜しくお願いします。 / ka-o [学校教員]
こんばんは。

f(0)<0・・これは、タイプミスですね・・

はい、f(1)<0でokです。

No.4429 - 2010/02/16(Tue) 05:25:55

Re: 宜しくお願いします。 / MISTEY [東海] [高校1年生]
遅れてすいません。
f(1)<0
=1+k+k-2
=2k-1<0
k<1/2

答えがでました。ありがとうございました。

No.4438 - 2010/02/17(Wed) 22:13:14
グラフについて / QMaas [中国] [高校3年生]
こんにちは。グラフを書く問題全般について質問です。

解答を見た時、グラフに座標が書いてある場所と書いてない場所があります。
解答に必要な座標を書くのは当然ですが、
解答によって、必要のない座標が書いてあったり、
x軸y軸との交点の座標(計算できる場合)がなかったり、と様々です。

実際に解答として書くときは、必要な座標以外は書かなくてよいものなのでしょうか。
またグラフを書けという問題以外で、
グラフを書いていないと減点という場合はあり得ますか。

No.4417 - 2010/02/14(Sun) 16:14:04

Re: グラフについて / londontraffic [教育関係者]
QMaasさん,こんばんは.londontrafficと申します.
回答するか迷いました.何故ならば,
>グラフを書く問題全般について
といわれたからです.

例えば
(1)傾きがある直線  (2)単位円
を描くとき,どこに数字を書きますか?
私は(1),(2)共にx,y切片を全部書きます.
では,
(3)円(x-1)^2+(y-1)^2=4
ではどうでしょう?
「x,y切片をすべて書け!」と言いたいところですが
【円(x-1)^2+(y-1)^2=4の概形をかけ】
という問題以外は,「中心と半径が見えるように」と指導します.

「絶対」を求めるならば,特徴的な点(以下に挙げるもの)
  《すべての図形》x,y切片
  《n次関数(n≧2)》極値・変曲点
  《円》中心
  《2次曲線》中心・焦点
はすべて書くべきです.
また領域などでは,共有点(交点・接点)も書くべきでしょうし,漸近線を書き入れないとダメなものもあるでしょう.

QMaasさんの
>解答を見た時、グラフに座標が書いてある場所と書いてない場所があります。
と仰る「解答」とは何を指しているか分かりかねますが,それぞれの立場で最低限必要なところが記されているのだと思います.
最低限入れなければならない座標については解釈の仕方もあるので,一番良いのは自分の一番身近にいる指導者に尋ねることです.

また,
>グラフを書いていないと減点
になるものは「グラフを利用するもの」で,今思いつくものだけでも
・線形計画法
・定数分離による値の決定
などがあると思います.
判断しかねるときは指導者に仰ぐべきですが,グラフを利用するときは描くのが常識だと思えば良いでしょう.

No.4433 - 2010/02/17(Wed) 18:25:30

Re: グラフについて / QMaas [中国] [高校3年生]
ご回答ありがとうございます。


特徴的な点は絶対に書いた方が良いのですね。

>「解答」とは何を指しているか分かりかねますが,
解答とは、問題集や2次試験の過去問など答えのことです。

>一番良いのは自分の一番身近にいる指導者に尋ねることです
特徴的な座標以外ついては問題によっても違うようですし、
(2次)試験中に誰かに尋ねたりするわけにもいかないので、
やはり「保険」の意味でも書いた方がいいですね。

>グラフを利用するときは描くのが常識だと思えば良いでしょう.
わかりました。グラフを描いた解答を心がけるようにしたいと思います。


抽象的で答えにくい質問をしてしまった事をお詫びします。
どうもありがとうございました。

No.4437 - 2010/02/17(Wed) 21:55:40
(No Subject) / かわばた [関東] [高校2年生]
先日お世話になりましたかわばたと申します。
また・・・学校のプリントでわからない問題がありまして・・・。


「問題」
実数a,b,cを定数とする関数
f(x)=a(1-x)^2+2bx(1-x)+cx^2

と,方程式y=f(x)の表すグラフ上の点A(0,a),B(1,c)がある。
ただし,a+c≠2bとする。点Aにおけるy=f(x)の接線の方程式は□
点Bにおけるy=f(x)の接線の方程式はy=□

この2つの交点の座標は□となる。
このとき,y=f(x)のグラフと2つの接線で囲まれる部分の面積は□となる。


点Aにおけるy=f(x)の接線の方程式は・・・ y=(-2a+2b)x+a
点Bにおけるy=f(x)の接線の方程式は・・・ y=(-2b+2c)x+2b-c
この2つの交点の座標は・・・ (1/2,b)

になりました。
ところが,この2次関数が上に凸か下に凸かわからないので
y=f(x)のグラフと2つの接線で囲まれる部分の面積が2通り出てしまいます。

問題条件からこの2次関数が上に凸か下に凸かわかるのでしょうか?

それとも場合分けをして出てきた2つの答えが両方答えになるのでしょうか?

どなたかご指導よろしくお願いします。

No.4426 - 2010/02/15(Mon) 23:22:25

Re: / londontraffic [教育関係者]
かわばたさん,こんばんは.londontrafficが回答します.

>それとも場合分けをして出てきた2つの答えが両方答えになるのでしょうか?
そうだと思います.○/12ですよね.
2つの値はプラスマイナスが逆になると思うので,どうしても1つにまとめるならば,
|○|/12
すなわち,絶対値を使えばまとめられますけど.どうでしょうね.

No.4432 - 2010/02/17(Wed) 17:54:33

Re: / かわばた [関東] [高校2年生]
ご回答ありがとうございます。

絶対値を使って

|a-2b+c|/12

になりました。

本当に助かりました。
ありがとうございました。

No.4435 - 2010/02/17(Wed) 21:35:10
二次関数がわかりません / kkk [関東] [高校1年生]
次の問題がわかりません。 ?@Y=−Xの2乗の最大値と最小値をもとめよ。 ?AY=3Xの2乗+1の最大値と最小値をもとめよ。 ?BY=−(X−1)の2 乗ー3
わからないです・・・  教えてください。  よろしくお願いします。

No.4430 - 2010/02/16(Tue) 21:30:49

Re: 二次関数がわかりません / 農場長 [九州] [教育関係者]
それぞれの問題について、xの変域はありませんか?
(−2<x<5 のようなやつです)

それがないと、答えの出しようが無いと思います。

No.4431 - 2010/02/17(Wed) 10:15:49

Re: 二次関数がわかりません / CORNO [東北] [教育関係者]
マルチポストです

ttp://www2.ezbbs.net/38/shukoh/

No.4434 - 2010/02/17(Wed) 19:32:11
2次関数の場合分け / かわばた [関東] [高校2年生]
はじめまして高校2年のかわばたと申します。

先日学校で渡されたプリントの問題で質問があります。


a,b,c,を定数とするxの関数f(x)=1/3x^3+ax^2+bx+cの導関数f'(x)について,次の問いに答えなさい。

f'(x)が区間1≦x≦3において,常に3≦f'(x)≦4を満たしているとき
a=−□,b=□である。

f'(x)=x^2+2ax+b となり
軸である -aによる場合分け

(1) -a<1
(2)1≦-a≦3
(3)3<-a

をしたまではいいんですが・・・
どうやって2つの定数a,bを出すのかがわかりません。

ご指導のほど,よろしくお願いします

No.4404 - 2010/02/13(Sat) 21:30:11

Re: 2次関数の場合分け / 一匹にゃんこ [北海道] [学校教員]
おはようございます、一匹にゃんこと申します。
よろしくお願いいたします。

この問題において、f'(x)を軸の位置x=-aで場合分けされることは理解されているのですね。そこまでいくとあと一歩です…頑張ってください。

そこからは…それぞれの軸の位置に応じて、f'(x)が区間1≦x≦3で最大値、最小値をもちますよね。

その最大値・最小値と3≦f'(x)≦4の関係性を使って、a,bの値を考えてみてください。

No.4410 - 2010/02/14(Sun) 06:19:01

Re: 2次関数の場合分け / かわばた [関東] [高校2年生]
できました。ありがとうございました。
No.4425 - 2010/02/15(Mon) 22:58:21
(No Subject) / kei1959 [関東] [高校3年生]
また質問させていただきます。

A,B,C,D,E,E,E,F,F,Gの10文字をでたらめに一列に並べる。このときふたつのEが隣り合うときの確率を求めよ。

余事象でEとその他のものを分割して、(7!/2!×8C3)×3!2!/10!=7/15
(1-7/15)=8/15
とやればいいのですが、余事象でないやり方ではどのように考えたらいいのでしょうか。
自分でもEの組をひとまとめにしたりして考えましたがわかりませんでした。

No.4400 - 2010/02/12(Fri) 12:37:19

Re: / londontraffic [教育関係者]
kei1959さん,おはようございます.londontrafficです.

私が計算すると
1)どのEも隣り合わない確率 7/15
2)2個のEだけが隣り合い,もう一つは隣り合わない確率 7/15
3)E3個がすべて隣り合う確率 1/15
となります.
問題文からは,ふたつだけなのか,ふたつ以上なのか判断しかねますが,答えを見ると後者のようですね.

私が計算したように2つだけと3つすべての場合を出せば,余事象を使わずにすみます.いかがですか?

No.4401 - 2010/02/13(Sat) 07:15:56

Re: / kei1959 [関東] [高校3年生]
よくわかりました。ありがとうございます。
No.4418 - 2010/02/14(Sun) 17:36:54
部分分数分解について / QMaas [中国] [高校3年生]
はじめまして。QMaasです。
ニューアクションβ数学?V+C(新課程対応)の例題18からです。


2n/((2n-1)^2(2n+1)^2)=1/4(1/(2n-1)^2−1/(2n+1)^2)というところがあります。

解説を読むと、
「1/(2n-1)^2−1/(2n+1)^2=8n/((2n-1)^2(2n+1)^2)となる。」と書いてあるのですが、
右辺の8nはどうやって導き出せるのもなのでしょうか。

また、8nが分かっていたとしてもどのように導けばよいのでしょうか。

No.4405 - 2010/02/13(Sat) 21:32:16

Re: 部分分数分解について / CORNO [東北] [教育関係者]
こんばんは,CORNO です.

>「1/(2n-1)^2−1/(2n+1)^2=8n/((2n-1)^2(2n+1)^2)となる。」と書いてあるのですが、
>右辺の8nはどうやって導き出せるのもなのでしょうか。
 左辺を通分して計算したものでしょう.
 単なる確認だと思います.

No.4408 - 2010/02/13(Sat) 22:07:31

Re: 部分分数分解について / QMaas [中国] [高校3年生]
ご回答ありがとうございます。

8nはただ通分しただけだということは分かりました。

しかし、部分分数自体はどのように導かれたのでしょうか。
教科書(画像参照)のやり方とは別の問題でしょうか。

今回の問題で教科書の様に、n=kとし、右辺分子をa,bを置いて、
両辺に(2k-1)^2(2k+1)^2をかけ、整理して、
4k^2(a+b)+k(4a-4b)+ab=2k
係数を比較すると、
a+b=0
4a−4b=2k(8k?)
ab=0
となってしまって、うまく計算ができません。

よろしくお願いします。



(『数学B(東京書籍)』27ページより引用)

No.4411 - 2010/02/14(Sun) 07:05:23

Re: 部分分数分解について / CORNO [東北] [教育関係者]
おはようございます.

途中にある (8k?) の意味がよくわかりませんが…

> 両辺に(2k-1)^2(2k+1)^2をかけ、整理して、
> 4k^2(a+b)+k(4a-4b)+ab=2k
> 係数を比較すると、
> a+b=0
> 4a−4b=2k
> ab=0

 にいくつかミスがあります.正しくは,

> 両辺に(2k-1)^2(2k+1)^2をかけ、整理して、
> 4k^2(a+b)+k(4a-4b)+ab=2k  ←←←
> 係数を比較すると、
> a+b=0
> 4a−4b=2  ←←←kなし
> ab=0  ←←←

No.4413 - 2010/02/14(Sun) 09:09:47

Re: 部分分数分解について / QMaas [中国] [高校3年生]
朝から素早い対応ありがとうございます。

計算ミス失礼しました。再度計算した結果、ご指摘の通りでした。
((8k?)というのは、もしかしたら解説の8nを使うのかなと思って書きました)
a,bともに1/4となり(bは-)、くくったというわけですね。


理解できました。ありがとうございました。
また質問しに来ますので、以後計算ミスに気をつけます(汗)

No.4416 - 2010/02/14(Sun) 15:52:08
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