| はじめまして。 本質の研究?TAの例題の解答でわからないところがあるので教えて頂きたいです。
x,yに関する連立方程式
kx-6y=k+2...?@ 2x+(k-7)y=3...?A
において (1)解が存在しないのは、kの値がいくらのときか (2)解が無数にあるのは、kの値がいくらのときか (3)ただ1組の解をもつとき、その解を求めよ
解答
?@×(k-7)+?A×6をつくると、yが消去されて
{k(k-7)+12}x=(k+2)(k-7)+18 ∴(k-3)(k-4)x=(k-1)(k-4)...?B
が得られる。逆に、?B−?@×(k-7)を6で割れ ば、?Aが得られるので、
?@かつ?A⇔?@かつ?B
解答のこの部分が何を言っているのか全くわかりません。「?@かつ?A」や「?@かつ?B」は、「?@×(k-7)+?A×6」や「?B−?@×(k-7)」のことを言っているのでしょうか?「?@かつ?A」は連立方程式?@と?Aの解を表すと思うのですが・・・ また、?@かつ?A⇔?@かつ?Bとなる理由もわかりません。
問題の解き方自体は理解できたので、この問題を解く上では無視してもいいことなのかもしれませんが、どうしても気になってしまったのでご教授よろしくお願いします。
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No.3227 - 2009/06/10(Wed) 15:40:54
| ☆ Re: / 河童 ♂ [中国] [塾講師] | | | | イタチさん、こんばんは。河童です。
長岡先生の本ですね。 わたしも生徒にこの参考書を薦めています^^ ただ、あいにくこの本は手元にありませんが、長岡先生なら、その問題以前に説明されているはずです。 ちょっと探してみてください。
簡単に言えば、?@かつ?Aという連立方程式を解く代わりに、?@かつ?Bという連立方程式を解けばよい、という意味です。
実は、何故そうなるかは、わたしが5月7日に、『pattunさんへ』という題名で回答しております。 現在は、3〜4ページに移動していますので、よろしければ参考になさってください。
http://www2.rocketbbs.com/11/bbs.cgi?id=suugaku&page=3
分かりにくければ改めて回答いたします。 遠慮なくおっしゃってください。
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No.3232 - 2009/06/11(Thu) 02:24:44 |
| ☆ Re: / イチタ ♂ [関東] [浪人生] | | | | こんにちは。河童さん、返信ありがとうございます! 早速リンクのページを拝見しました。
「?@ かつ ?A → ?B が成り立つとき ?@ かつ ?A → ?@ かつ ?B も成り立つ」ということがよくわかりました! 同様に「?@ かつ ?B → ?A が成り立つとき ?@ かつ ?B → ?@ かつ ?A も成り立つ」ということもわかったので、
?@ かつ ?A → ?B が成り立つとき ?@ かつ ?A → ?@ かつ ?B も成り立つ ?@ かつ ?B → ?A が成り立つとき ?@ かつ ?B → ?@ かつ ?A も成り立つ よって、?@かつ?A ⇔ ?@かつ?B
となることもわかりました。
ところで、河童さんが仰ったように、質問した例題が載っているページより前に、この例題に関係する解説がなされていないか本質の研究を読み直し探してみたところ、「加減法の基本原理」が該当箇所ではないかと思いました。
加減法の基本原理 F(x,y)=0かつG(x,y)=0 → aF(x,y)+bG(x,y)=0
と、書かれていたので、これとリンクのページに載っていたことを踏まえれば、確かに質問した例題で、
?@かつ?A → ?@×(k-7)+?A×6=?Bが(加減法の基本原理より)成り立つので、 ?@かつ?A → ?@かつ?B となる。また、 ?@かつ?B → {?B−?@×(k-7)}×1/6=?Aが(加減法の基本原理より)成り立つので、 ?@かつ?B → ?@かつ?A よって、?@かつ?A ⇔ ?@かつ?B
となると考えたのですが、この考えは間違っていませんよね?
そして、この考えが間違っていないと仮定した上で新たに質問があります。この考えでは加減法の基本原理が成り立つことを前提としたのですが、加減法の基本原理はなぜ成り立つのですか?加減法の基本原理とは、つまり「F(x,y)=0とG(x,y)=0の共通解がaF(x,y)+bG(x,y)=0の解の中に含まれる」ということを言っているんですよね?なぜこんなことが言えるのでしょうか?よろしくお願いします。
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No.3236 - 2009/06/11(Thu) 11:57:46 |
| ☆ Re: / 河童 ♂ [中国] [塾講師] | | | | イタチさん、こんばんは。 そうですね。それでよろしいかと思います。
> 加減法の基本原理とは、つまり > 「F(x,y)=0とG(x,y)=0の共通解がaF(x,y)+bG(x,y)=0の解の中に含まれる」 > ということを言っているんですよね?
そういうことですね。
F(x,y) = 0 と G(x,y) = 0 の共通解は、F(x,y) = 0 も G(x,y) = 0 も満たしますね。 当然ですね? 従って、aF(x, y) = 0 も bG(x,y) = 0 も満たしますね。 これも当然ですね? ですから、aF(x,y) + bG(x,y) = 0 も満たしますよね。 よろしいですか?
わたしたちは中学の頃から、例えば、
x + y = 5 …(1) 2x + y = 7 …(2)
のような連立方程式を解くときに、(2) - (1) をつくり
x = 2 …(3)
とやってきましたね。 これは、a として -1 を、b として 1 を採用したことに相当しますが、わたしたちは知ってか知らずか、この本で言う基本原理を使っていたわけです。 そして、ここが重要なのですが、この基本原理は、『元に戻れる』からこそありがたいわけです。 質問の文中の、
> 逆に、?B−?@×(k-7)を6で割れば、?Aが得られるので、
という部分がそれですね。 だからこそ、わたしたちは、上の x = 2 …(3) を、(1), (2) のどちらにも代入できたわけです。 中学のとき、数学の先生は、「出てきた数を、簡単な方に代入しなさい」と教えてくれましたね。 それにはこういう深い事情があったわけです。 お分かりになりましたか? あっ、そうそう、代入法はこういうわけにはいきませんよ。
ところで、イタチさん、この解答中では、出てきた?Bと、?@を組んで、
?@かつ?A⇔?@かつ?B
という同値関係を導いていますが、何故、出てきた?Bと、?Aを組んで、
?@かつ?A⇔?Aかつ?B
としなかったのでしょうか? これが分かれば、この問題は卒業していいと思います。
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No.3242 - 2009/06/12(Fri) 03:01:50 |
| ☆ Re: / イチタ ♂ [関東] [浪人生] | | | | 河童さん、こんばんは。
> F(x,y) = 0 と G(x,y) = 0 の共通解は、F(x,y) = 0 も G(x,y) = 0 も満たしますね。 > 当然ですね? > 従って、aF(x, y) = 0 も bG(x,y) = 0 も満たしますね。 > これも当然ですね? > ですから、aF(x,y) + bG(x,y) = 0 も満たしますよね。 > よろしいですか?
あー・・・、言われてみれば至極当然のことでしたね・・・。 ありがとうございます!理解できました!
> ところで、イタチさん、この解答中では、出てきた?Bと、?@を組んで、 > > ?@かつ?A⇔?@かつ?B > > という同値関係を導いていますが、何故、出てきた?Bと、?Aを組んで、 > > ?@かつ?A⇔?Aかつ?B > > としなかったのでしょうか? > これが分かれば、この問題は卒業していいと思います。
まず、?@かつ?A⇔?Aかつ?Bの証明ですが、
?@かつ?A → ?@×(k-7)+?A×6=?Bが成り立つので、 ?@かつ?A → ?Aかつ?B・・・(?@) となる。また、 ?Aかつ?B → ?B×1/(k-7)- ?A×6 /(k-7) かつ k≠7が成り立ち、 {?B×1/(k-7)- ?A×6 /(k-7) かつ k≠7}⇔?@ だから、 ?Aかつ?B → ?@が成り立つ。 ゆえに、 ?Aかつ?B → ?@かつ?A・・・(?A) よって、(?@)、(?A)より、 ?@かつ?A⇔?Aかつ?B ただし、k≠7
となると思うのですが、あっていますか? この証明があっているとすると、?@かつ?A⇔?@かつ?Bとした時には現れなかった「k≠7」という条件が、?@かつ?A⇔?Aかつ?Bとしなかった理由に何か関係しているのでしょうか??k≠7という条件があっても、この例題の(1)、(2)、(3)を解く上で不都合はない気がするのですが・・・。すみません、わかりません・・・。解説よろしくお願いします。
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No.3249 - 2009/06/12(Fri) 20:52:21 |
| ☆ Re: / 河童 ♂ [中国] [塾講師] | | | | イタチさん、こんばんは。
> ?@かつ?A → ?@×(k-7)+?A×6=?Bが成り立つので、 > ?@かつ?A → ?Aかつ?B・・・(?@)
冒頭のこの部分は、いちいち考える必要はありません。 というのは、加減法の原理
F(x,y)=0かつG(x,y)=0 → aF(x,y)+bG(x,y)=0
は、a, b がどのような数でも成り立つからです。お分かりですね? ですから、加減法によって ?B を導いた以上、
?@かつ?A ⇒ ?@かつ?B ?@かつ?A ⇒ ?Aかつ?B
は、どちらも成り立つのです。 問題は、『逆戻りが出来るかどうか』この一点にかかっているのです。 そこで、こう考えます。
?Bと、?@、?Aのどちらを組めば他方が出るだろうか
本書の解説では、?Bと?@を組んで、他方、つまり?Aが出ることを、
> 逆に、?B−?@×(k-7)を6で割れば、?Aが得られるので、
と表現したのです。 ですから、元の連立方程式は、?@かつ?Bと同値なんですね。
> ?Aかつ?B → ?B×1/(k-7)- ?A×6 /(k-7) かつ k≠7が成り立ち、
イタチさんが書かれたこの部分、まさにこの部分が問題なんですね。 元の連立方程式で、 k≠7 は保証されていませんよね。 元々?Bというのは、
?@×(k-7)+?A×6 = ?B
から得られましたので、もし、出てきた?Bと、元の?Aを組み、他方の?@を出そうと思ったら、
( ?B - ?A×6 ) ÷ ( k - 7 )
としなければいけません。 つまり、k - 7 で割らなければ、?@が得られないわけです。 ですから、k - 7 が0になるかどうかの余計な議論が必要になってしまいます。 そのような煩わしさを避けるために、この解答では、?Aではなく?@と組んだわけですね。
イタチさんが最後に書かれた
>k≠7という条件があっても、この例題の(1)、(2)、(3)を解く上で不都合はない気がするのですが・・・。
これは不都合がないどころか、逆にありがたいのですが、残念ながら、k≠7 が保証されていないんですね。
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No.3252 - 2009/06/12(Fri) 23:39:52 |
| ☆ Re: / イチタ ♂ [関東] [浪人生] | | | | 河童さん、おようございます。
なるほど!与えられた連立方程式の中のkは、k=7にもk≠7にもなり得るから、
?Aかつ?B → ?B×1/(k-7)- ?A×6 /(k-7) かつ k≠7
と言えるためには、k≠7という保証が必要だということですか! だから、k-7が0になるかどうかの議論が必要になってしまうんですね。
そこで、k≠7となる保証がないか、k=7と仮定して背理法を使って考えてみたのですが、矛盾が導き出せませんでした。どうやら、与えれた連立方程式は本当にk=7にもk≠7にもなり得るようなので、最初にk≠7とk=7で場合分けして、
(?@)k=7のとき 与えられた連立方程式は、 7x-6y=9かつ2x=3 となる。 よって、x=3/2かつy=1/4 (?A)k≠7のとき ?@×(k-7)+?A×6=?B が得られ、 ?B×1/(k-7)- ?A×6 /(k-7)=?@ が得られるから、 ?@かつ?A⇔?Aかつ?B
とすれば、問題ないですよね?
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No.3256 - 2009/06/13(Sat) 09:15:33 |
| ☆ Re: / 河童 ♂ [中国] [塾講師] | | | | イチタさん、こんばんは。
まずは、ごめんなさい。 ウッちょん先生より、「イタチさんではなく、イチタさんだよ」と指摘を受けました。 ずっと、イタチさんだと思っていました。 本当にごめんなさい。
さて、確かにイチタさんが書かれたように、(?@)(?A)の場合分けをした結果、 k ≠ 7 の下で、?@かつ?A ⇔ ?Aかつ?B が得られましたね。 でも、考えてみると、この結果は、?@かつ?A ⇔ ?Aかつ?B ⇔ ?@かつ?B を示したに過ぎず、 苦労した割りには何の情報も得られていないことになりますね。 お分かりでしょうか? もちろん、普段の勉強では、このようなことを考えるのは良いことですよ。
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No.3264 - 2009/06/14(Sun) 00:03:34 |
| ☆ Re: / イチタ ♂ [関東] [浪人生] | | | | 河童さん、こんばんは。 > まずは、ごめんなさい。 > ウッちょん先生より、「イタチさんではなく、イチタさんだよ」と指摘を受けました。 > ずっと、イタチさんだと思っていました。 > 本当にごめんなさい。
いえいえ、なんとなく思いつきで付けた名前ですし、僕は全然気にしていなかったので、河童さんも気にしないでください^^
> さて、確かにイチタさんが書かれたように、(?@)(?A)の場合分けをした結果、 > k ≠ 7 の下で、?@かつ?A ⇔ ?Aかつ?B が得られましたね。 > でも、考えてみると、この結果は、?@かつ?A ⇔ ?Aかつ?B ⇔ ?@かつ?B を示したに過ぎず、 > 苦労した割りには何の情報も得られていないことになりますね。 > お分かりでしょうか? > もちろん、普段の勉強では、このようなことを考えるのは良いことですよ。
よくわかりました!わかりやすい説明を本当にありがとうございました。独学で勉強している身で、一人ではこうもうまく勉強が進まないので、いろいろ勉強できて本当に助かりました。 お忙しい中、長々とお付き合いいただきありがとうございました。また何かわからないところが出てきた時にはよろしくお願いします。
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No.3273 - 2009/06/14(Sun) 17:50:52 |
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