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数列 / はな
(4)についてです。
No.75642 - 2021/06/11(Fri) 22:11:51

Re: 数列 / はな
どこを間違えているのでしょうか?お願いします。
No.75643 - 2021/06/11(Fri) 22:12:38

Re: 数列 / ヨッシー
(1/2)n(n-1) や (1/2)n(n+1) は何ですか?
No.75645 - 2021/06/11(Fri) 22:19:07

Re: 数列 / はな
すみません、説明不足でした…
囲ってあるところと同じように考えました。

No.75649 - 2021/06/11(Fri) 23:08:32

Re: 数列 / ヨッシー
それは例題111のように、群の項数が、
 1,2,3・・・
の場合の式ですね。この問題のように、
 1,4,7・・・
の場合は、同じようには行きません。

No.75650 - 2021/06/12(Sat) 03:46:57

Re: 数列 / はな
なるほど…
ありがとうございました

No.75651 - 2021/06/12(Sat) 09:16:12

Re: 数列 / はな
追加で質問、よろしいでしょうか?
解答では10項となっていますが、チャートのような解法がつかえないならばこの10項はどのように求めるのでしょうか?

No.75652 - 2021/06/12(Sat) 12:12:51

Re: 数列 / ヨッシー
解法(考え方)は同じで結果だけが違います。
例題111は、1,2,3…n までの和が
 n(n+1)/2
であることを使っていますが、同様に
1,4,7・・・3n-2 までの和が
 n(3n-1)/2
であることを使えば、
 (n-1)(3n-4)/2<120≦n(3n-1)/2
という式が立てられます。
n=10 を入れてみると
 117<120≦145
となり、第10群とわかります。

ただし、この問題では、第n群の最初の数が
すでに求められていますので、解答のように
それを使う方法もあります。

No.75653 - 2021/06/12(Sat) 13:05:36

Re: 数列 / はな
ありがとうございます。
解答の場合でも上の場合でもn=10というのがすぐに分からないのですが、それは感覚でnに8や9などをいれていきn=10を見つけるという方法で大丈夫でしょうか?

No.75665 - 2021/06/13(Sun) 11:13:32

Re: 数列 / ヨッシー
10くらいならそんなに苦労しませんが、もっと大きな
数字だと、しらみつぶしというわけにはいきません。
 n(3n-1)/2=120
を展開して整理すると
 3n^2−n−240=0
これを解いて
 n=(1+√2881)/6
として 53^2=2809 から、nは9よりちょっと大きい辺りかなと
予測します。

No.75666 - 2021/06/13(Sun) 11:24:06

Re: 数列 / はな
なるほど!何度もありがとうございました。助かりました
No.75667 - 2021/06/13(Sun) 11:55:52
Q=10√KL をグラフにする / Misa
問題:Q=10√KL をグラフにしなさい。
という問題なのですが、グラフの仕方がわかりません。
KとLに適当な数を入れるというアプローチで良いのでしょうか?
よろしくお願いします。

No.75641 - 2021/06/11(Fri) 21:59:14
放物線の決定 / ぴーたろー
焦点のx座標が3、準線が直線x=5で点(3,1)を通る放物線の方程式を求めよ。

という問題です。解答の6行目に
「ここで、2p=3-5=-2」
という行があるのですが、この式は何から言えますか?教えてください。

No.75638 - 2021/06/11(Fri) 16:30:43

Re: 放物線の決定 / ヨッシー
準線が x=−p、焦点が(p,0) の放物線の式が
 y^2=4px であり、
これを平行移動した
 (y−b)^2=4p(x−4)
についても、言えることは、
 焦点のx座標−準線のx座標=2p
ということです。

No.75639 - 2021/06/11(Fri) 16:41:18
計算 / まい
経済学の問題を解いていたら、数学の力不足で計算が詰まってしまいました。
Y = 10√K√L
という式を、左辺が(Y/L)となるように変形しないといけいので、下の写真のように変形しました。
この式をグラフに書かないといけないのですが、このままでは書けそうにありません。写真の式はどうすればこれ以上計算できますか?

No.75635 - 2021/06/11(Fri) 16:04:38

Re: 計算 / ヨッシー
10 がいつのまにか 15 になっているのはともかくとして、
何と何の関係をグラフにしたいですか?

No.75636 - 2021/06/11(Fri) 16:18:57

Re: 計算 / まい
数字が間違ってしまっていてすみません。15でお願いします。
経済学の話になってしまい申し訳ないのですが、もとの問題は:

生産関数(production function)をY = 15√K√Lとする。この生産関数を労働生産性(Y/L)(labor productivity) が左側に来るように書き直しなさい。

です。
そしてこの後に書き直した式をグラフにしたいです。

No.75637 - 2021/06/11(Fri) 16:25:43
(No Subject) / 解説マン
(3)の問題で
四面体QBCDの体積が
(15/22)×(四面体PBCDの体積)で求められると思うのですが
図のイメージが出来ません。作図?などで図形のイメージとか見れますか?

No.75634 - 2021/06/11(Fri) 12:02:17

Re: / 関数電卓
下図では如何でしょうか。QA:QP=18:4 が全く嘘くさいですが,お許し下さい。

> 四面体QBCDの体積が (15/22)×(四面体 PBCD の体積)
P とはどこですか? 四面体 ABCD でしょうか? だとしたら上式は成り立たず,
 四面体 QBCD の体積=(4/22)四面体 ABCD
です。

下図では,
 5(→PB)+6(→PC)+7(→PD)=→0 …(1)
を満たす点を P としました。
線分 AP 上に Q をとると
 →QB=(→QP)+(→PB)
だから
 5(→QB)=5(→QP)+5(→PB) …(2)
同様に
 6(→QC)=6(→QP)+6(→PC) …(3)
 7(→QD)=7(→QP)+7(→PD) …(4)
(2)+(3)+(4):
 5(→QB)+6(→QC)+7(→QD)=18(→QP) (∵(1))
∴ 4(→QA)+18(→QP)=→0
∴ 四面体 QBCD:四面体 ABCD=4:22 …(5)
同様にして
 四面体 QCDA:四面体 ABCD=5:22 …(6)
 四面体 QDAB:四面体 ABCD=6:22 …(7)
 四面体 QABC:四面体 ABCA=7:22 …(8)
(5)(6)(7)(8)より
 四面体 QBCD:QCDA:QDAB:QABC=4:5:6:7

No.75640 - 2021/06/11(Fri) 18:54:31

Re: / あ
すみません。今、確認しました。ありがとうございます
No.76475 - 2021/07/06(Tue) 20:09:09
(No Subject) / 数学苦手
このような問題はやっぱり表を複数書いたほうがいいですか?
No.75628 - 2021/06/11(Fri) 00:44:27

Re: / 数学苦手
△とかは考えたらややこしいですよね
No.75629 - 2021/06/11(Fri) 00:45:26

Re: / 小此木
「ほうがいい」かどうかは人によりますが、やってみたところ、答えを出すまでに表1つで済みました。


_|数|国|生|地|英|
-+--+--+--+--+--+
A| | |○| |○| ←○はどちらか1つ
B| | | | | |
C|○|×| | | |
D|×| | |○| |
E| | | |×| |
-+--+--+--+--+--+


1つの行に、また1つの列に○と×が1つずつ入る。
数国地が×で埋まっているので、AとBの生と英に×を埋めるしかない。この辺を念頭においてそれぞれの選択肢を見てみる。

1:Aの生が○だとAの英が×でBの生が× → ちがう
2:Aの英が○だとAの生が×でBの英が× → ちがう
3:複雑そうなのでとりあえずパス
4:Eの生が○だとAの英が○でAの生が× → これが正解

さて、とりあえず答えは出ました。
試験場では余計なことをするぐらいなら次の問題に行きますが、まあ一応ほかの選択肢を考えますと、
5:Eの英が○だとAの生が○ → ちがう
3:Bの国が○でないとすると△で、


_|数|国|生|地|英|
-+--+--+--+--+--+
A| | |○| |×|
B| |△|×| |○|
C|○|×| | | |
D|×| | |○| |
E| |○|△|×| |
-+--+--+--+--+--+


という状況は成立しうる → ちがう

No.75630 - 2021/06/11(Fri) 01:32:18

Re: / 数学苦手
埋めなきゃと思ってしまったのでダメだったのかもしれません。空欄でも考えてみます
No.75632 - 2021/06/11(Fri) 01:48:38

Re: / 数学苦手
ちょっと切れてますがこんな感じで解きました
No.75648 - 2021/06/11(Fri) 22:57:21
統計学 / 統計学難しい
大学の課題なのですが、どうしても解けずに困っています。
特に記述の書き方が分かりません。
答え方や重要ポイントだけでも、良いので教えて頂けると嬉しいです。(出来れば解答例などあると助かるのですが‥お手数お掛けしてすみません)

No.75622 - 2021/06/10(Thu) 17:36:58
(No Subject) / かんたろう
△ABCにおいて、次の各問いに答えよ。
(1) 重心が存在すること、すなわち3本の中線が1点で交わることを証明せよ。
(2) 内心、傍心が存在することを証明せよ。
(3) (2)で示した内心が存在することを用いて、外心が存在すること、次に垂心が存在することを証明せよ。

-----

(1)、(2)ともにチェバの定理の逆を用いた証明をしたのですが、(3)が分かりません。
チェバの定理の逆を用いたり、垂直二等分線の性質を用いたりする証明はできるのですが、「(2)で示した内心が存在することを用いて」証明するという題意が満たせていない気がします。

アドバイスお願いいたします。

No.75621 - 2021/06/10(Thu) 17:31:28

Re: / 関数電卓
> (1) 重心が存在すること,を
> チェバの定理の逆を用いて証明

どのように証明されたのでしょうか?

No.75624 - 2021/06/10(Thu) 20:34:32

Re: / かんたろう
https://www.chart.co.jp/subject/sugaku/suken_tsushin/38/38-3.pdf
こちらの資料を参考に証明しました

No.75625 - 2021/06/10(Thu) 21:24:30

Re: / 関数電卓
> こちらの資料を参考
拝見しました。
(1)(2)(3)一連の問題は,学校の課題か何かで出されたのですか?
私は,三角形の「五心」は独立に存在するものと思いますので,
> (2)で示した内心が存在することを用いて、
という出題意図が分かりません。アドバイス出来ずに,申し訳ありません。

No.75626 - 2021/06/10(Thu) 21:59:46
指数関数 / 山田山
X^1/8+X^−(1/8)>0となるのはなぜでしょうか?
ご回答していただけると幸いです。

No.75618 - 2021/06/10(Thu) 15:38:03

Re: 指数関数 / ヨッシー
y=2^x とか y=(1/2)^x とかの
指数関数のグラフを描けばわかります。

超具体的に言うと
 256^(1/8)=2
 256^(-1/8)=1/2
です。
 

No.75619 - 2021/06/10(Thu) 15:49:57
離散数学 大学数学 / ゆい
S = {2143, 2314, 3124} ⊂ S4 とするとき、
1. 4次交代群 A4 の要素を列挙せよ。
2. ケーリーグラフ Cay(A4, S) の隣接行列を求めよ。
3. ケーリーグラフ Cay(A4, S) を図に描け。

1.
A4 = { id, (123), (132), (124), (142), (134), (143), (234), (243), (12)(34),(13)(24),(14)(23)}
まではできたのですが、隣接行列の求め方がわからないのでそこから教えてくださると助かります…(初歩的なことですみません)(答えだけでも助かります…)

No.75614 - 2021/06/10(Thu) 09:48:34
整数問題 / セッコ
-3のせいで上手くいかないです...教えてください。
No.75613 - 2021/06/10(Thu) 07:41:02

Re: 整数問題 / IT
7c+7≦右辺≦12c-3 なので、8≦ab≦11と絞れますので、
ab=8,...,11を一つずつ確認してはどうですか?
ab=11=1×11は不適なので、3つだけですね。

No.75615 - 2021/06/10(Thu) 11:53:38
(No Subject) / アマエビ
xが実数であることとx^2≧0であることは同値ですか?
No.75611 - 2021/06/10(Thu) 02:47:02

Re: / ヨッシー
改めて聞かれると構えてしまいますが、
「xが実数であること」の否定が「xが虚数であること」であれば、
同値です。

No.75617 - 2021/06/10(Thu) 13:01:00
数列の極限 / 名無し
問題
第n項が次の式で表される数列の極限を求めよ。
(1)4^n-3^n(2)1/nsin(n/2π)(3)nsin(2π/n)(4)n^3/(1^2+2^2+•••+n^2)
ーーーーー
この問題で質問したいのは何箇所かあって、
?@極限を求めよと言われても、lim n→? の形でないから、どの値の極限を取るのか不明。配慮がないと感じる。
?A極限を調べよと、求めよの違いで、自分は(1)から順に発散する、0に収束する、発散する、3に収束するとしました。(3)は2πに収束すると理解済み。この二つの違いは何ですか。できれば、具体的にお願いします。

特に?@がこの問題のひどい点だと思います。?Aはn→∞で一応計算しています。はじめての質問なので、お手柔らかにお願いします。

No.75599 - 2021/06/09(Wed) 19:14:42

Re: 数列の極限 / IT
教科書にも「数列{a[n]}の極限を求めよ。」などと書いてあります。日本語で書くか 記号で書くかの違いだけだと思いますが。
No.75601 - 2021/06/09(Wed) 20:21:19

Re: 数列の極限 / 名無し
そうすると、lim[n→-∞]a{n}はどの様に日本語で書くのでしょうか。
No.75602 - 2021/06/09(Wed) 20:39:28

Re: 数列の極限 / IT
lim[n→-∞]a{n} は、見たことないですね。
数列の何項目かを示す添え字nは、普通は自然数か非負整数だと思いますが、マイナスの場合がどこかで出て来ましたか?

No.75603 - 2021/06/09(Wed) 20:48:18

Re: 数列の極限 / 名無し
質問内容がわかりにくくなっていたかもしれません。
自分は、この問題文でわかりにくくも、lim n→∞で考えて、上記の解答になりました。そして、全問間違いで採点されてしまいました。自分的には、(3)以外正答していると判断しましたが、?Aの様な違いのためかと考えて、質問しました。なぜ、上記の様な解答ではダメなのでしょうか。

No.75605 - 2021/06/09(Wed) 21:40:46

Re: 数列の極限 / IT
採点者に聞かれるのが確実と思いますが
(1)∞、(2)振動する(極限はない)(3)2π、(4)3
と書いて欲しかったのではないでしょうか?

(2)は、振動すると思いますが、どうやって0に収束すると計算しましたか?
(4)は、「3に収束する」と書いても内容的には正しいので私なら〇にしますが。

No.75608 - 2021/06/09(Wed) 22:42:45

Re: 数列の極限 / 名無し
(2)はめんどくさいので打ちませんが、はさみうちの原理を使います。というか、回答者が質問者より.. なのは、どうなのか
実際に、調べてみるとわかると思います。

No.75609 - 2021/06/09(Wed) 23:48:22

Re: 数列の極限 / IT
「めんどくさい」ということなので私は遠慮しておきます。
(.. な回答者)

No.75612 - 2021/06/10(Thu) 07:26:33

Re: 数列の極限 / ヨッシー
(2) は (1/n)sin(n/2π) と書いたつもりだったのでしょうか。
No.75616 - 2021/06/10(Thu) 12:57:41

Re: 数列の極限 / GandB
> (2) は (1/n)sin(n/2π) と書いたつもりだったのでしょうか。

 なんかそんな気がしますな。
                      sin(n/2π)
  lim[n→∞](1/n)sin(n/2π) = lim[n→∞]────── ⇒ 0
                        n

          1
  lim[n→∞]────── ⇒ 振動
        nsin(n/2π)

No.75620 - 2021/06/10(Thu) 17:14:23

Re: 数列の極限 / IT
> (2) は (1/n)sin(n/2π) と書いたつもりだったのでしょうか。

そのようですね。
だとすると、途中の記述が(採点者の基準では)まずかったので全問間違いとして採点された可能性が高いですね。

No.75623 - 2021/06/10(Thu) 19:43:00
整数問題です / まぴろ
ある命題を解いていたときに、この問いにぶち当たりました。何か、方針や、アドバイスなどあったら教えていただきたいです
No.75589 - 2021/06/09(Wed) 17:40:49

Re: 整数問題です / WIZ
α ≠ 0 かつ β = 0 とすれば α*0/(α+0) = 0 なので、
(α, β) = (α, 0) は α が 0 以外の任意の整数値を取れるので
ペア(?)としては無限個ありますよね?

α, β は 0 ではないという条件でもあるのかな?

No.75593 - 2021/06/09(Wed) 18:09:16

Re: 整数問題です / まぴろ
> α ≠ 0 かつ β = 0 とすれば α*0/(α+0) = 0 なので、
> (α, β) = (α, 0) は α が 0 以外の任意の整数値を取れるので
> ペア(?)としては無限個ありますよね?
>
> α, β は 0 ではないという条件でもあるのかな?

はい、正確にはα、β≠0でこれを満たす奴を求めたいのですが、やはり無限個存在するのですかね。

No.75594 - 2021/06/09(Wed) 18:14:25

Re: 整数問題です / まぴろ
> α ≠ 0 かつ β = 0 とすれば α*0/(α+0) = 0 なので、
> (α, β) = (α, 0) は α が 0 以外の任意の整数値を取れるので
> ペア(?)としては無限個ありますよね?
>
> α, β は 0 ではないという条件でもあるのかな?

もし仮にα>0、β>0のときはα、βは有限個になるのでしょうか。

No.75595 - 2021/06/09(Wed) 18:21:15

Re: 整数問題です / WIZ
α+β≠ 0 かつ αβ≠ 0 とする。

αとβは 0 でない整数なので、ある互いに素な整数 a, b が存在して β = (a/b)α と表せる。
αβ/(α+β) = α*(a/b)α/(α+(a/b)α) = {a/(a+b)}α

a と a+b は互いに素なので、{a/(a+b)}αが整数である為には a+b はαの約数であることが必要。
m を整数として α = m(a+b) とおく。

β = (a/b)α = (a/b)m(a+b) となるが、b と a+b も互いに素なので、b は m の約数であることが必要。
k を整数として、m = kb とおく。

以上から、α = kb(a+b), β = ka(a+b), αβ/(α+β) = {a/(a+b)}α = kab となる。

αβ/(α+β) ≠ 0 となるから、1 ≦ kab ≦ 50 となるが、
整数 kab の取り得る値は 1 から 50 までの有限通りであり、
1つの自然数を kab という3個の整数の積に表す方法も有限通りである。
つまり、(k, a, b) の組の数は有限個である。

(k, a, b) の組が決まればα, βの値も定まるので、(α, β) の組の数も有限個である。
ちなみにαとβが正であるか、負も許すかは、(α, β)の組が (+, +) の個数に対して、
(+, +)(+, -)(-, +)(-, -) と個数が定数倍になるだけで、有限個であることには変わりはない。

No.75604 - 2021/06/09(Wed) 21:14:59

Re: 整数問題です / まぴろ
> α+β≠ 0 かつ αβ≠ 0 とする。
>
> αとβは 0 でない整数なので、ある互いに素な整数 a, b が存在して β = (a/b)α と表せる。
> αβ/(α+β) = α*(a/b)α/(α+(a/b)α) = {a/(a+b)}α
>
> a と a+b は互いに素なので、{a/(a+b)}αが整数である為には a+b

はαの約数であることが必要。
なるほど!ありがとうございます!!
> m を整数として α = m(a+b) とおく。
>
> β = (a/b)α = (a/b)m(a+b) となるが、b と a+b も互いに素なので、b は m の約数であることが必要。
> k を整数として、m = kb とおく。
>
> 以上から、α = kb(a+b), β = ka(a+b), αβ/(α+β) = {a/(a+b)}α = kab となる。
>
> αβ/(α+β) ≠ 0 となるから、1 ≦ kab ≦ 50 となるが、
> 整数 kab の取り得る値は 1 から 50 までの有限通りであり、
> 1つの自然数を kab という3個の整数の積に表す方法も有限通りである。
> つまり、(k, a, b) の組の数は有限個である。
>
> (k, a, b) の組が決まればα, βの値も定まるので、(α, β) の組の数も有限個である。
> ちなみにαとβが正であるか、負も許すかは、(α, β)の組が (+, +) の個数に対して、
> (+, +)(+, -)(-, +)(-, -) と個数が定数倍になるだけで、有限個であることには変わりはない。

No.75606 - 2021/06/09(Wed) 21:43:59
広義積分 / あ
大学数学初心者です。写真の(2)と(3)が解けません。どなたかお願いします。
No.75586 - 2021/06/09(Wed) 13:18:21

Re: 広義積分 / 関数電卓
> 大学数学初心者
とおっしゃってますが,高校で数?Vはやっておられますね?
(2) x^4+4=(x^2+2x+2)(x^2−2x+2) と因数分解できることを利用して,
1/(x^4+4) を部分分数分解します。とはいっても,ちょっと大変。 検算

No.75587 - 2021/06/09(Wed) 16:40:09

Re: 広義積分 / X
では(3)を。
(与式)=∫[a→b]dx/√{-x^2+(a+b)x-ab}
=∫[a→b]dx/√{(1/4)(a+b)^2-ab-{x-(a+b)/2}^2}
=∫[a→b]dx/√{(1/4)(a-b)^2-{x-(a+b)/2}^2}
={2/(b-a)}∫[a→b]dx/√{1-{2{x-(a+b)/2}/(b-a)}^2}
=[arcsin{2{x-(a+b)/2}/(b-a)}][a→b]

No.75596 - 2021/06/09(Wed) 18:21:19

Re: 広義積分 / 関数電卓
(3) 例えば a=1, b=3 としてみます。√ の中を
 (x−1)(3−x)=−x^2+4x−3=−(x−2)^2+1
と平方完成します。X=x−2 と置けば
 与式=∫(−1,1)(1/√(1−X^2)・dX
さらに X=sinθ と置換します。
この先が首尾良くできたら (検算), a, b のままで同じことをします。
# かぶりましたが,参考までに残しておきます。

No.75597 - 2021/06/09(Wed) 18:35:32

Re: 広義積分 / WIZ
(3)の別解

∫{1/√(px^2+qx+r)}dx の形の積分は、

(A) p > 0 の場合、t+(√p)x = √(px^2+qx+r) とおくことで
t の有理関数に置換できる。

(B) p < 0 の場合、px^2+qx+r = -(x-a)(x-b) = (x-a)(b-x) と因数分解できる場合、
t = √((x-a)/(b-x)) とおくことで t の有理関数に置換できる。

t = √((x-a)/(b-x))
⇒ (t^2)(b-x) = x-a
⇒ (t^2)b+a = (t^2+1)x
⇒ x = ((t^2)b+a)/(t^2+1)
⇒ dx/dt = {(2tb)(t^2+1)-((t^2)b+a)(2t)}/{(t^2+1)^2} = 2t(b-a)/{(t^2+1)^2}

⇒ √((x-a)(b-x)) = t(b-x) = t{b-((t^2)b+a)/(t^2+1)}
= t{b(t^2+1)-((t^2)b+a)}/(t^2+1)
= t(b-a)/(t^2+1)

よって、
∫{1/√((x-a)(b-x))}dx = ∫{(t^2+1)/(t(b-a))}{2t(b-a)/{(t^2+1)^2}}dt = ∫{2/(t^2+1)}dt

積分範囲は
lim[x→a+0]√((x-a)/(b-x)) = 0
lim[x→b-0]√((x-a)/(b-x)) = ∞
なので、
∫[a, b]{1/√((x-a)(b-x))}dx = ∫[0, ∞]{2/(t^2+1)}dt = [2arctan(t)]_[0, ∞] = π

No.75600 - 2021/06/09(Wed) 19:25:30

Re: 広義積分 / GandB
 (2)のベースとなる 1/(x^4+4) の不定積分。分母の因数分解が簡単にできるので、ムチャクチャ大変ではないが、けっこうな暇つぶしになった(^O^)。しかし、複素解析で必ず出てくる 1/(x^4+1) の不定積分はこの3倍くらい大変。
No.75607 - 2021/06/09(Wed) 22:15:20
積分について / あわじ
画像のQxの積分がうまく解けません。物理の問題なのですが、数学的な積分そのものがうまく解答できないので質問させていただきました。(3.2式、3.6式がヒントになっているのですが、他のヒントそうな式も掲載しておきます。使わなければ無視していただいて構いません。)
No.75573 - 2021/06/08(Tue) 23:33:51

Re: 積分について / X
Q(x)=∫[w[x]:0→∞]dw[x]∫[w[y]:-∞→∞]dw[y]∫[w[z]:-∞→∞]dw[z](1/2)m{w[x]^3}f(w[x])f(w[y])f(w[z])
+∫[w[x]:0→∞]dw[x]∫[w[y]:-∞→∞]dw[y]∫[w[z]:-∞→∞]dw[z](1/2)m{w[y]^2+w[z]^2}w[x]f(w[x])f(w[y])f(w[z])
と被積分関数を分けて計算します。


(i)第1項について。
∫[w[x]:0→∞](w[x]^3)f(w[x])dw[x] (A)
の計算ですが、これはf(w[x])を(3・2)の定義通り元に戻した上で
w[x]^2=t
と置換し、更に部分積分を使えば容易に計算できますので
試してみて下さい。
(このヒントで分からないようでしたら、その旨をアップして下さい。)

次にw[y],w[z]についての積分ですが
f(w[y])f(w[z])=(n^2){m/(2πκT)}8(π^2)(ν^4)e^{-{m/(2κT)}{w[y]^2+w[z]^2}} (A)
と変形できることから、w[y],w[z]を二次元座標と見て、極座標、つまり
w[y]=rcosθ
w[z]=rsinθ
と変換すると、積分範囲は
r:0→∞,θ:0→2π
でヤコビヤンJは
J=r
更に
w[y]^2+w[z]^2=r^2
となります。
この変換をした後、更にrに関してだけ
r^2=u
と置換すれば容易に積分できます。

(ii)第2項について。
w[x]についての積分に対しては(3・6)をそのまま適用します。
w[y],w[z]についての積分に対しては(i)の場合と同じく、
極座標に変換すると、(i)の(A)を元に戻したときの
積分と似たような積分になりますので、同じ方針で
計算します。

No.75598 - 2021/06/09(Wed) 18:44:59
数列 / さかなな
(2)についてです
No.75569 - 2021/06/08(Tue) 21:58:03

Re: 数列 / さかなな
写真のように考えたのですが、間違っていると思います。なぜ間違いなのでしょうか?
No.75570 - 2021/06/08(Tue) 22:00:06

Re: 数列 / ヨッシー
「不安です」までは合っています。
その下の行が間違いです。

No.75572 - 2021/06/08(Tue) 22:19:24

Re: 数列 / さかなな
分かりました!異なる指数同士は足すことができないってことであってますよね?
No.75588 - 2021/06/09(Wed) 17:38:01
速度 / みりん
時速4kmを分速にすると、分速5mで合っていますか?
小学校で習う範囲だとは思うのですが、久しぶりに計算してこんがらがってしまいました(汗)

No.75563 - 2021/06/08(Tue) 20:26:42

Re: 速度 / IT
5m/分 ×60分=300m ですから間違いです。
No.75564 - 2021/06/08(Tue) 20:30:08

Re: 速度 / 小此木
時速4kmというと、人の徒歩がだいたいそのくらいという数字です。
計算式よりもまず、1分間歩いて5mしか進んでないのはどう考えてもおかしい、という感覚が大事です。

なお答えは、60分で4000m進むのだから、1分では4000÷60=66.666…なのでだいたい67mぐらいです。

No.75565 - 2021/06/08(Tue) 20:33:17
(No Subject) / 解説マン
この問題の(2)でbを固定する理由を詳しく知りたいです。
また、bは変数なのか定数なのかなど。
お願いします。

No.75560 - 2021/06/08(Tue) 16:52:56

Re: / 関数電卓
> bは変数なのか定数なのか
定数でもあり,変数でもあります。

この問題の最終目標は(3)の,B の最大値を求めることです。
(2)で,b をある値に固定せずに何でもよくして A の最大値を求めると,明らかに b=0 の場合の A が最大となり,それは(3)につながりません。そこで,b の人権を保留した上での A の最大値を求め,その後 b の人権を復活させるのです。

高校数学で 2 変数関数の最大・最小値を求めさせる問題はよくありますが多くの場合本問と同じく,変数をひとつを固定させる手法を使います。
ただし,2 変数関数の最大・最小値問題がすべてこの方法で解決できるわけではありません。つまり,この方法で解決できる問題のみが高校数学で取り上げられる,ということです。

大学で 偏微分 を用いた 2 変数関数の最大・最小値問題をキチンと学ばれると,モヤモヤはスカーっと氷解します。

No.75574 - 2021/06/09(Wed) 00:02:45

Re: / 解説マン
ありがとうございます。
可能ならば75553の問題に対する質問も答えられますか?

No.75576 - 2021/06/09(Wed) 07:22:50

Re: / 解説マン
また範囲の求め方ですが↓のように考えては駄目な理由とはなんでしょうか。どこが間違っているのか教えていただけますか。
No.75581 - 2021/06/09(Wed) 09:09:58

Re: / 関数電卓
> ↓のように考えては駄目な理由
何の問題もないのですが,「解答例」にダメだと書いてありましたか?

No.75584 - 2021/06/09(Wed) 11:27:43

Re: / 解説マン
解答解説では
0<a<(π/2)-bより2倍してbを足す流れで計算しています。
0<2a<π-2b
b<2a+b<π-bとなっています。

私が↑の写真でやったやり方はどこが誤りでしょうか?

No.75585 - 2021/06/09(Wed) 12:46:25

Re: / 関数電卓
同じ結果になるのだから,どちらでやっても構いません。
「解答」の方法はあくまで一例であって,<絶対>ではありません。「解答をすぐ見てしまう」習慣は,改めた方が良いですよ。

No.75590 - 2021/06/09(Wed) 17:43:41

Re: / 黄桃
>どこが誤りでしょうか?
(2)で、bを固定したときに
A=(1/2)sin(2a+b)*cos(b)
が動く範囲を求めようと思って、自分はこう考えてこうなったが間違っていた(最終的にどう間違ったのか不明)、と書かないと聞きたい答は返ってきません。
聞きたいことは、Aの範囲を求めるために、sin(2a+b)の動く範囲を、そのために 2a+b の動く範囲を求めようとして、写真の方法をとったら解答と違い、Aの範囲も違ってしまった、なぜか?でいいですね。

No.75581のやり方は、a,b が問題にある範囲を動く時に、2a+b が満たす(1つの)不等式を示したにすぎません。この範囲をべったり動くかどうかは一般にはわかりません。
実際、bを固定している場合は、2a+bはbより小さい値をとることはありません。

もっと極端な(しかしありがちな)例は、0<a<a+b<π/2, 0<b<a+b<π/2 より、0<a<π/2, 0<b<π/2 とするものです。この不等式は正しいですが、これをみたす(a,b)の組としてa=b=π/3 を選ぶと、a+b=(2/3)π>π/2 だから、この組み合わせは問題の条件を満たしません。
なので、これから、2a+bの範囲を0<2a+b<(3/2)πとしたら完全な誤りです(不等式としては完全に正しいです;2a+bはがんばってもπまでくらいしかいきません)。

bを固定してあるのですから、aについての不等式は 0<a と a+b<π/2 だけであり、したがって、0<a<π/2-b です。
aがこの範囲を動くとき、aの1次関数 2a+b の値域(=2a+bの動く範囲)は2*0+b<2a+b<2*(π/2-b)+b ということは中学で習っていますから、確実に 2a+b の範囲がわかるわけです。

#a,bを同時に動かすとわけがわからないので、
#「最大値の最大値」:つまり、bを固定した時の最大値をbで表し、そのあとbを動かして最大値の最大値を求めれば全体の最大値になる、
#としているのです。これなら高校数学の範囲で最大値を求めることができるのです。

No.75610 - 2021/06/10(Thu) 00:25:30

Re: / 解説マン
ありがとうございます。
No.75633 - 2021/06/11(Fri) 10:50:57
線形代数 / キリンさん
問題3について解説お願いします!
No.75559 - 2021/06/08(Tue) 16:36:23

Re: 線形代数 / ヨッシー
2式目、3式目の左辺の第3項は、わざとyになっているのでしょうか?
zではなく。

No.75561 - 2021/06/08(Tue) 17:16:45

Re: 線形代数 / ヨッシー
もしzなら、こうなります。

この連立方程式は

と書けます。この3×3の行列をAとおくと、Aの逆行列が存在すると、
それを左から掛けて、(x,y,z)=(0,0,0) となるので、Aの逆行列が
存在しないことが非自明解を持つ必要条件です。行列式をとって、
 |A|=ab^2+b+a^2−a−a^2b−b^2
   =−(b-a)(a+b)+(b-a)ab+(b-a)
   =(b-a)(ab−a−b+1)
   =(b-a)(a-1)(b-1)=0
以上より、a=b または a=1 または b=1

(十分性は省略)

No.75562 - 2021/06/08(Tue) 18:34:00

Re: 線形代数 / キリンさん
おそらくzだと思います。ありがとうございます!
No.75579 - 2021/06/09(Wed) 08:34:50
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