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記事No.29799に関するスレッドです

(No Subject) / すずき
添付の問題について質問があります。
今回第一象限なので、
Θ(n+1)=1/2Θn
とできるようなのですが、もし第一象限じゃなかった場合、回答はどのように作れば良いのでしょうか。
どうかお願いします。

No.29799 - 2014/12/09(Tue) 15:28:57

Re: / ヨッシー
この問題を解くには、第1象限の角だけで十分ですので、これから
示すのはあくまでも参考程度(というか蛇足)です。

まず、θ[n]が第1象限の角の場合で解いてみます。

(1)
a[1]=sin^2θ[1]=3/4、sinθ[1]>0 より
 sinθ[1]=√3/2、θ[1]=π/3

a[n]=sin^2θ[n] とおくと、
 a[n+1]=(1−cosθ)/2=sin^2(θ[n]/2)=sin^2(θ[n+1])
より
 θ[n+1]=θ[n]/2
 θ[n]=(π/3)/2^(n-1)

(2)
 lim[n→∞]2^(2n)a[n]=lim[n→∞]2^(2n)sin^2{(π/3)/2^(n-1)}
   =lim[n→∞][2^n・sin{(π/3)/2^(n-1)}]^2
ここで、x=(π/3)/2^(n-1) とおくと、
 2^n・sin{(π/3)/2^(n-1)}=(2π/3)(sinx/x)
よって、
 lim[n→∞][2^n・sin{(π/3)/2^(n-1)}]=2π/3
であり
 lim[n→∞][2^n・sin{(π/3)/2^(n-1)}]^2=4π^2/9


θ[n]が第2象限の角の場合

(1)
a[1]=sin^2θ[1]=3/4、sinθ[1]>0 より
 sinθ[1]=√3/2、θ[1]=2π/3

a[n]=sin^2θ[n] とおくと、
 a[n+1]=(1+cosθ)/2=cos^2(θ[n]/2)=sin^2(π/2−θ[n]/2)=sin^2(θ[n+1])
π/2−θ[n]/2 は第1象限の角、θ[n+1] は第2象限の角なので、
 θ[n+1]+{π/2−θ[n]/2}=π
 θ[n+1]=θ[n]/2+π/2
 θ[n+1]−π=(θ[n]−π)/2
より、φ[n]=θ[n]−π とおくと、φ[1]=−π/3、φ[n]=(−π/3)/2^(n-1)
 θ[n]=(−π/3)/2^(n-1)+π

(2)
 lim[n→∞]2^(2n)a[n]=lim[n→∞]2^(2n)sin^2{(−π/3)/2^(n-1)+π}
   =lim[n→∞]2^(2n)sin^2{(π/3)/2^(n-1)}
 (以下同じ)

θ[n]が第3象限の角の場合

(1)
a[1]=sin^2θ[1]=3/4、sinθ[1]<0 より
 sinθ[1]=−√3/2、θ[1]=4π/3

a[n]=sin^2θ[n] とおくと、
 a[n+1]=(1+cosθ)/2=cos^2(θ[n]/2)=sin^2(π/2−θ[n]/2)=sin^2(θ[n+1])
π/2−θ[n]/2 は−π/4 と 0 の間の角、θ[n+1] は第3象限の角なので、
 θ[n+1]+{π/2−θ[n]/2}=π
 θ[n+1]−π=(θ[n]−π)/2
より、φ[n]=θ[n]−π とおくと、φ[1]=π/3、φ[n]=(π/3)/2^(n-1)
 θ[n]=(π/3)/2^(n-1)+π

(2)
 lim[n→∞]2^(2n)a[n]=lim[n→∞]2^(2n)sin^2{(π/3)/2^(n-1)+π}
   =lim[n→∞][2^n・sin{(−π/3)/2^(n-1)}]^2
ここで、x=(−π/3)/2^(n-1) とおくと、
 2^n・sin{(−π/3)/2^(n-1)}=(−2π/3)(sinx/x)
よって、
 lim[n→∞][2^n・sin{(−π/3)/2^(n-1)}]=−2π/3
であり
 lim[n→∞][2^n・sin{(−π/3)/2^(n-1)}]^2=4π^2/9

θ[n]が第4象限の角の場合
 (省略)

No.29808 - 2014/12/10(Wed) 09:39:50

Re: / すずき
ご丁寧に有難うございます!よくわかりました。
すべてこまかくそのように場合わけしてやるのですね。有難うございます。

No.29812 - 2014/12/11(Thu) 10:40:55