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写真の問題について / こはく
写真の問題が分かりません😅 どなたかお願いします。
No.66972 - 2020/06/18(Thu) 18:35:41

Re: 写真の問題について / 関数電卓
正攻法でやろうとしたらうまくいかないので,大昔のカビ臭い<ベクトル解析>の本を見てみたら,とんだ裏技が隠れていました。

ガウスの発散定理 ∫VdivXdV=∫SXndS …(1)

求められているのは,半球面上での積分ですが,これに「底面」x^2+y^2≦1, z=0 を付加し閉曲面とします。半球面を S1, 底面を S2 とします。

▽でナブラ記号を表すことにします。
▽φ=A, ▽ψ=B, X=▽φ×▽ψ=A×B と置くと発散定理より
 ∫VdivXdV=(∫S1+∫S2)XndS …(2)
ここで
 divX=div(A×B)=B・rotAA・rotB …(3)
であり,φ,ψ が何であっても rot▽φ=rot▽ψ=0 だから divX=0 で,(2)の左辺=0。よって,
 求めるべき ∫S1…dS は =−∫S2…dS
S2 (z=0) 上においては φ=x, ψ=x+y で,▽φ=(1,0,0), ▽ψ=(1,1,0), n=(0,0,−1) で (▽φ×▽ψ)・n=−1 となるから,底面 S2 での積分=−π
以上より,求める半球面 S1 上での積分値は π

No.66991 - 2020/06/19(Fri) 00:22:31
中間値の定理 / taka
中間値の定理から、
「関数f(x)が区間〔a,b〕で連続で、f(a)とf(b)が異符号ならば、方程式f(x)=0はa<x<bの間に少なくとも1つの実数解をもつ」

最後の文章の「a<x<bの間に・・・」のところですが、どうして「a≦x≦b」ではないのですか?
x=aからx軸に垂直にいけば、x=aでも解をもつ気がするのですが・・・。
よろしくお願いします。

No.66971 - 2020/06/18(Thu) 18:33:49

Re: 中間値の定理 / IT
f(a)とf(b)が異符号 ですから。それぞれ≠0です。
No.66973 - 2020/06/18(Thu) 18:36:17

Re: 中間値の定理 / ヨッシー
>x=aからx軸に垂直にいけば
グラフが、ということでしょうか?
それは、もはや関数ではありません。

No.66974 - 2020/06/18(Thu) 18:58:08
最小費用流問題について / ケビン
何度も似たような質問で申し訳ありません。
質問は2つあります。下記画像のような最小費用流問題があり、求める過程を記述(グラフなども)しなければいけない場合、需要供給量(ノードの近くに書いている数字)は記述すべきでしょうか。また、記述しなければいけない場合、画像の青〇で囲っているように流量2を流した場合ノードAの需要供給量は1に、Dは-1に変更するのでしょうか。
変更した場合、制約条件を満たさなくなってしまう気がします。
ここでの制約条件は(出ていくフロー)ー(入ってくるフロー)=需要供給量を指しています。
まとめると、
?@過程に需要供給量の記述は必要か?
?A?@が必要な場合、需要供給量の値は変更すべきか

わかる方、回答よろしくお願いします。

No.66970 - 2020/06/18(Thu) 18:30:44
(No Subject) / WIZ
計算間違いの箇所が分からず困っております。

微分方程式
y/cos(x)+3y'/sin(x) = 1
の一般解ほ求める問題です。
# 特異解 y = (-1/2)cos(x) や、y/cos(x)+3y'/sin(x) = 0 となる解は取り合えず無視します。

y'+(tan(x)/3)y = sin(x)/3
⇒ {y(e^(∫(tan(x)/3)dx))}' = (e^(∫(tan(x)/3)dx))(sin(x)/3)

ここで、
∫(tan(x)/3)dx = (1/3)log(|cos(x)|)+C (Cは積分定数)
⇒ e^(∫(tan(x)/3)dx) = A(|cos(x)|^(1/3)) (A = e^Cは正の任意定数)
なので、

⇒ {yA(|cos(x)|^(1/3))}' = A(|cos(x)|^(1/3))(sin(x)/3)
⇒ y(|cos(x)|^(1/3)) = (1/3)∫{(|cos(x)|^(1/3))sin(x)}dx

|cos(x)| が両辺にあるので、cos(x) ≧ 0 でも cos(x) < 0 でも以下の等式となります。
⇒ y(cos(x)^(1/3)) = (1/3)∫{(cos(x)^(1/3))sin(x)}dx

cos(x) = t とおくと、-sin(x)dx = dt なので、
⇒ y(cos(x)^(1/3)) = (-1/3)∫(t^(1/3))dt = (-1/3)(t^(4/3))/(4/3)+D (Dは積分定数)
⇒ y(cos(x)^(1/3)) = (-1/4)(cos(x)^(4/3))+D
⇒ y = (-1/4)cos(x)+D(cos(x)^(-1/3))
となります。

検算してみると、
y' = (1/4)sin(x)+(-D/3)(cos(x)^(-4/3))(-sin(x))
なので、
y/cos(x)+3y'/sin(x)
= {(-1/4)cos(x)+D(cos(x)^(-1/3))}/cos(x)+3{(1/4)sin(x)+(D/3)(cos(x)^(-4/3))sin(x)}/sin(x)
= (-1/4)+D(cos(x)^(-4/3))+(3/4)+D(cos(x)^(-4/3))
= 1/2+2D(cos(x)^(-4/3))
≠ 1
と合いません!

y' がこのままで、y の符号だけ反対だったら良かったのですが・・・。
絶対値記号の関する符号の処理で勘違いしているものと思いますが、
どこがどう間違っているのか分かりません。
ご教示願えれば幸いです。

No.66966 - 2020/06/18(Thu) 11:50:40

Re: / ast
とりあえずぱっとわかるところでは
> ここで、
> ∫(tan(x)/3)dx = (1/3)log(|cos(x)|)+C (Cは積分定数)

の右辺にマイナス抜けてますかね.

ほかは特に見当たってない (というか, ちょっと入り組んでて私が議論をうまく追えてない可能性はある) のですが, どうせ e^∫tan(x)dx を計算したあと絶対値がどうこうという議論をするなら, 最初から (e^(∫(tan(x)/3)dx) を両辺に掛けてる場面で) cos(x)^(-1/3) を掛けて整理するものと議論すれば
> 絶対値記号の関する符号の処理で勘違いしている
という可能性は回避することができる (ついでに積分定数がへたに動くのも抑制できる), ということになるかと思いますので, 途中までは正当化できているものとして,
> ⇒ y(cos(x)^(1/3)) = (-1/3)∫(t^(1/3))dt = (-1/3)(t^(4/3))/(4/3)+D (Dは積分定数)
> ⇒ y(cos(x)^(1/3)) = (-1/4)(cos(x)^(4/3))+D
> ⇒ y = (-1/4)cos(x)+D(cos(x)^(-1/3))

のところを, 先の符号だけ直すと
 ⇒ y(cos(x)^(-1/3)) = (-1/3)∫(t^(-1/3))dt = (1/2)(t^(2/3))+D (Dは積分定数)
 ⇒ y(cos(x)^(-1/3)) = (1/2)(cos(x)^(2/3))+D
 ⇒ y = cos(x)/2 + D*cos(x)^(1/3)
になりますかね. これで検算してあっていれば, おそらく他は正しい議論だったということになるかと.
# 計算は自信無いので検算はWolframAlpha任せですけど, これでいいみたいです.

No.66976 - 2020/06/18(Thu) 19:24:06

Re: / WIZ
ご指摘ありがとうございます。
ご指摘の箇所を修正したら計算が合いました。
# こんな初歩的な勘違いに気付けないなんて情けないです。

> で, どうせ e^∫tan(x)dx を計算したあと絶対値がどうこうという議論をするなら,
> 最初から (e^(∫(tan(x)/3)dx) を両辺に掛けてる場面で) cos(x)^(-1/3) を掛けて

# 改行位置を変更しました

仰る通りですね!
1階線形微分方程式を解く教科書通りの方法を適用したので、
e^(∫(tan(x)/3)dx を持ち出してしまいましたが、
(y'+(tan(x)/3)y)f = (yf)' となる関数 f が必要だっただけなので、
(裏でこそっと e^(∫(tan(x)/3)dx) を計算してみて)
f = cos(x)^(-1/3) と目星を付けられれば、絶対値記号を持ち出さなくて済みましたね。

色々勉強になりました。ありがとうございます。

No.66978 - 2020/06/18(Thu) 20:00:40
大学一年 / カンパチ
この式の求め方が分かりません...
No.66965 - 2020/06/18(Thu) 11:49:50
中3生です。 / のん
宿題なんですが、答えも解き方もわかりません。
No.66964 - 2020/06/18(Thu) 10:50:12

Re: 中3生です。 / ヨッシー

∠Bの二等分線とACとの交点をE
EからBCに下ろした垂線の足をF とすると、
∠ABE=∠EBC=∠ACD=20° となります。
また、△AEB≡△FEB より AE=EF

図のように AE=EF=a、EC=b、CF=c とします。

△ADC∽△AEB より (x+y)/a=(a+b)/x ・・・(i)
△ABC∽△FEC より (x+y)/a=(a+b)/c ・・・(ii)
(i)(ii) より、c=x
また、BF=x+y より
 BC=2x+y

No.66967 - 2020/06/18(Thu) 12:14:31

Re: 中3生です。 / のん
相似を使うんですね。よくわかりました。ありがとうございました。
No.67007 - 2020/06/19(Fri) 11:05:48
整数問題 / にゃにゃし
N,nを整数としてx=-13N-4,y=5n+15N+3であるときx²+y²の最小値とその時の(x,y)を求めよ。
この問題って解けるんですかね?
自作ではないですが他の問題演習をしている時にふと気になりました。
無理があるならば無理と言っていただいて結構です。
よろしくお願いします。

ちなみに答えは(-4,-2)です。

No.66961 - 2020/06/18(Thu) 01:16:16

Re: 整数問題 / ヨッシー
x、yともに2乗されているので、x、yの絶対値が出来るだけ
小さくなるようにします。
xの絶対値はN=0のときの x=−4が最小で、次がN=−1のときのx=9 です。
Nが決まったとき、|y|はnによって、0,1,2,3,4 のいずれかにできます。
x=−4 のとき、仮に|y|=4 であったとしても、
 4^2+4^2<9^2
より、x=9 とした方が必ず大きくなってしまいます。
よって、N=0 のとき、n=−1 とした y=−2 が採用され、
 (x,y)=(−4,−2)
のとき、最小値 20 となります。

No.66963 - 2020/06/18(Thu) 06:23:06

Re: 整数問題 / にゃにゃし
> x、yともに2乗されているので、x、yの絶対値が出来るだけ
> 小さくなるようにします。
> xの絶対値はN=0のときの x=−4が最小で、次がN=−1のときのx=9 です。
> Nが決まったとき、|y|はnによって、0,1,2,3,4 のいずれかにできます。
> x=−4 のとき、仮に|y|=4 であったとしても、
>  4^2+4^2<9^2
> より、x=9 とした方が必ず大きくなってしまいます。
> よって、N=0 のとき、n=−1 とした y=−2 が採用され、
>  (x,y)=(−4,−2)
> のとき、最小値 20 となります。


返信ありがとうございます。
|y|=0,1,2,3,4というのはどのように決まるのでしょうか?
すみませんがよろしくお願いします。

No.66968 - 2020/06/18(Thu) 13:40:41

Re: 整数問題 / ヨッシー
>|y|=0,1,2,3,4
はちょっと違いました。正しくは
|y|=0,1,2 です。上記の
>x=−4 のとき、仮に|y|=4 であったとしても、
> 4^2+4^2<9^2
>より、x=9 とした方が必ず大きくなってしまいます。

は、
>x=−4 のとき、仮に|y|=2 であったとしても、
> 4^2+2^2<9^2
>より、x=9 とした方が必ず大きくなってしまいます。

と読み替えてください。

y=5n+15N+3 の 15N+3 が与えられたとき、nを1変えると、
yは5ずつ変化します。
つまり、15N+3 に、5を何回か足したり引いたりして、
0に近づけようとすると、|y| は最大2まで減らすことが出来ます。
|y| が3のとき
 y=−3 ならnを+1して y=2
 y=3 ならnを−1して y=−2
それ以上の場合も同様に、|y|は0,1,2 のいずれかに
たどり着かせることが出来ます。

No.66969 - 2020/06/18(Thu) 13:53:11
単位の問題。 / たかたか
割合は、割、分、厘、毛…と続きます。

1より大きい単位?
万、億、兆、京…
1より小さい
分、厘、毛…
となります。

割合では、『割』があるのに、数字を数える方では『割』がが無いのはなぜでしょうか?

No.66960 - 2020/06/18(Thu) 00:34:47

Re: 単位の問題。 / ヨッシー
割は数値の単位ではなく、割合を表す1単位です。

54% を割合で言うと 5割4分 ですが、
0.54 を漢数字で言うと 五分四厘 となります。

Wikipedia などで調べたことを総合すると、
数値としては、分は1/10、厘は1/100 です。

割合を言うときは、
「割(1/10)を1単位とした量で表します。分はその1/10、厘は1/100です。」
という解釈です。
この場合、全体から見れば、分は1/100 になりますが、分が1/10 を表すという立場は変わっていません。

No.66962 - 2020/06/18(Thu) 06:10:12

Re: 単位の問題。 / 関数電卓
私も,漢字「糎」の読みが『センチメートル』なので,
「何でセンチ!? ミリじゃないの?!」
と思っておりました。ヨッシーさんの説明で納得です。

No.66979 - 2020/06/18(Thu) 20:11:40
(No Subject) / あさひなつ
(1)なのですが、f(α)+f(β)の結果が違っているようなのですが、それまでのどこがいけないのでしょうか?
No.66953 - 2020/06/17(Wed) 17:49:43

Re: / X
添付写真最下行の一つ上の行の末項の一つ前の項が
間違えています。
-6aではなくて-6a^2ですね。

No.66954 - 2020/06/17(Wed) 17:54:59

Re: / IT
α、βはx^2+2ax+a=0の解なので
f(x) をx^2+2ax+aを割った余り(一次式)を使って計算する方法もあります。

No.66956 - 2020/06/17(Wed) 22:31:15

Re: / IT
3次関数のグラフが変曲点に関して対称であることを使えば、計算はより簡単ですね。

f''(x)=6x+6a なので y=f(x)の変曲点は(-a,f(-a))
(α,f(α))と(β,f(β)) は、変曲点(-a,f(-a))に関して対称なので、
(f(α)+f(β))/2=f(-a)

No.66957 - 2020/06/17(Wed) 22:51:34
(No Subject) / なつみ
このオレンジでかこってあるところが、なぜこうなるのかわかりません。
No.66950 - 2020/06/17(Wed) 17:29:10

Re: / なつみ
写真が逆さになってしまってすみません!
No.66951 - 2020/06/17(Wed) 17:29:38

Re: / ヨッシー
 fk+1(x)=(ax+b)k+1
 fk(x)=(ax+b)k
ですので。

No.66952 - 2020/06/17(Wed) 17:35:52
ばね / とおます
自然長L0のバネの一端を壁に固定する。もう一方に質量mの物体をつけ摩擦がない床の上で振動させた結果、物体は角振動数ωで振動した。このバネを縦方向(重力方向)に吊るし質量mの物体を付ける。空気抵抗は考えず、理想的な振動をすると考える。
(1)バネの長さを求めよ。
(2)この状態で振動させたときの角振動数を求めよ。

この問題の(1)について教えていただきたいです。ばね定数も重力加速度も設定されていないのでどうやって解けばいいのかわかりません。
また(2)の答えはωであっていますか?

No.66947 - 2020/06/17(Wed) 15:02:34

Re: ばね / 関数電卓
> ばね定数も重力加速度も設定されていない
「床の上を角振動数ωで振動」とあります。ばね定数を k とすれば ω=√(k/m) ですので,k=mω^2 です。
> (1) バネの長さ
おもりを吊したつり合い位置での長さを求めているのでしょうが,のび d は d=mg/k で,これは g が与えられていないと答えようがありません。
> (2) 縦方向で振動させたときの角振動数
運動方程式が ma=mg−k(d+x)=−kx で水平面上と同じですので,角振動数は ω で OK です。

No.66948 - 2020/06/17(Wed) 16:42:09

Re: ばね / とおます
gをどう処理すればよいのか困っていました。やはりgは与えられているものとして解いていいのですね。
ご回答ありがとうございました。

No.66949 - 2020/06/17(Wed) 17:10:55
証明が解りません / りんご
内包量である速さはどのような外延量の商であるかを示した上で平均の速さを例に量の加法性が一般に成り立たないことを説明せよ。という問題です。
No.66946 - 2020/06/17(Wed) 14:15:34

Re: 証明が解りません / IT
前半も分りませんか? 
後半、 例えば、平均時速1kmで1時間、平均時速1kmで1時間同じ方向に進んだときの平均の速さを考える。

No.66955 - 2020/06/17(Wed) 18:11:40
縮尺 / √
教えてください。

相似比が【1:2】のとき
面積比は【1:4】になりますが、

地図上の面積が1
実際の面積が4の時
【縮尺】は1/2でいいんですよね?
縮尺=相似比だと考えて良いですか?

実際には1/4の大きさになっているけど、
【縮尺】という言い方をしたら1/4は
間違いですよね?

No.66943 - 2020/06/17(Wed) 12:48:20

Re: 縮尺 / らすかる
はい、その通りです。
縮尺の「尺」は長さの意味ですから、長さの比、すなわち相似比です。

No.66944 - 2020/06/17(Wed) 13:08:37

Re: 縮尺 / √
らすかるさん
有難うございました。

No.66945 - 2020/06/17(Wed) 13:19:31
(No Subject) / うい
図からf(x)=x(x-2)で答えは2番だと思いましたが、
1番だそうです。
f(x)=Ax(x-2)
として考えるらしいのですが、この図だけではまだ
Aが特定できないのはどうしてですか?

No.66936 - 2020/06/17(Wed) 02:11:59

Re: / らすかる
Aが特定できるかどうかは関係なく、f'(x)はx=1のとき0ですから
x軸上のx=1の位置を横切らなければならず、正解は1番と決まります。
(つまり「図からf(x)=x(x-2)」は正しいですが「2番」は間違いです。)

No.66937 - 2020/06/17(Wed) 02:16:18

Re: / IT
> として考えるらしいのですが、この図だけではまだ
> Aが特定できないのはどうしてですか?


特定できるのでは? なぜ、特定できないと考えましたか?

No.66941 - 2020/06/17(Wed) 07:31:43
微積 / うい
(2)を解いています。
y-y1=(y2-y1/x2-x1)(x-x1)でとこうとしたのですが、
0になってしまいうまくいきませんでした。
どう考えるのですか?

No.66933 - 2020/06/17(Wed) 01:45:45

Re: 微積 / うい
解説の式ですが、
これはどう導いたんでしょうか…?

No.66934 - 2020/06/17(Wed) 01:46:41

Re: 微積 / らすかる
「y-y1=(y2-y1/x2-x1)(x-x1)」は2点を通る「直線」(一次関数)の式ですから、
(2)には使えません。
「x軸とx=b,cで交わる二次関数の式はy=a(x-b)(x-c)」を使います。

No.66938 - 2020/06/17(Wed) 02:19:03

Re: 微積 / うい
分かりました
ありがとうございます!

No.66940 - 2020/06/17(Wed) 03:46:15
線形数学 / ぽんた
線形数学の問題です。
V=R^2の標準基をB^V={e1,e2}とする。次のV上の線形写像の(B^V,B^V)表現行列を、基の変換を利用して求めよ。

y=2xに関する線対称移動G

よろしくお願いいたします。

No.66929 - 2020/06/16(Tue) 21:21:06
大学数学 / ぺっくす
写真の2番の問題が出来ません。どなたかお願いします。
No.66926 - 2020/06/16(Tue) 20:27:03

Re: 大学数学 / ヨッシー
−π<x≦0 のとき
 f(x)=−x+e^(-x)
 f’(x)=−1−e^(-x)<0 単調減少
 f”(x)=e^(-x)>0  下に凸
 f(0)=1,f’(0)=−2
0≦x<π は、−π<x≦0 の部分と、y軸に関して対称。
グラフは

No.66931 - 2020/06/16(Tue) 22:07:36

Re: 大学数学 / 関数電卓
出題意図は何なんでしょうね?!?
フーリエ級数展開?

No.66932 - 2020/06/16(Tue) 22:40:32

Re: 大学数学 / らすかる
x=±π,±3π,±5π,…に対応する点は白丸にしないと減点されるかも知れませんね。
No.66939 - 2020/06/17(Wed) 02:21:49

Re: 大学数学 / ぺっくす
フーリエ級数展開です!
No.66942 - 2020/06/17(Wed) 11:27:43
確率 / とい
解法を教えていただけると幸いです
No.66923 - 2020/06/16(Tue) 19:26:54

Re: 確率 / ヨッシー
(1)取り出し方は
 1,2,2 か 1,1,3 です。
 1,2,2 の並び方 × 1,2,2 を引く確率
 1,1,3 の並び方 × 1,1,3 を引く確率
(2)
1から5 のみが取り出される確率
 から
1から4 のみが取り出される確率
 を引きます。

No.66924 - 2020/06/16(Tue) 19:30:45

Re: 確率 / とい
ありがとうございます!
No.66935 - 2020/06/17(Wed) 01:56:36
底の変換 / 森
自然対数をlogに変換するやり方を教えてください。
たとえば
3ln(|x-3|)-2ln(|x+1|)+(1/x+1)は
ただ単にlnのところをlogxに書き換えるだけでいいんでしょうか?

No.66919 - 2020/06/16(Tue) 18:10:48

Re: 底の変換 / ヨッシー
ここで言う log が何を表しているかですね。
自然対数なら、ln を log に書き換えればいいですが、
ln という関数を使っているにも関わらず、同じ意味で、
log を使うことは考えにくいので、log は常用対数ですかね?

だとすると、
 公式 logab=logcb/logca
を使って、
 lnx=logx/loge
です。

No.66920 - 2020/06/16(Tue) 18:33:14
逆三角関数 証明 / 助けてください
この方程式の証明を教えてください
No.66909 - 2020/06/16(Tue) 14:06:30

Re: 逆三角関数 証明 / ast
f(x):=(左辺)-(右辺) を微分すると f'(x)≡0 (恒等的に0) になるので, f(x) は定数. その定数は x=0 における値などを見れば明らかに 0 なので, 証明終了//
No.66914 - 2020/06/16(Tue) 16:21:11

Re: 逆三角関数 証明 / IT
(別解)tan ^-1 はarctan 、sin^-1=arcsin と書きます。
定義にしたがって計算すると
α=arctanx とおくと、-π/2<α<π/2で x=tanα
∴ x/√(1+x^2)=tanα/√(1+(tanα)^2)
=(sinα/cosα)/√(1+(sinα/cosα)^2)
=(sinα/cosα)/√(1/(cosα)^2)
=(sinα/cosα)/(1/cosα) ∵cosα>0
=sinα

∴arcsin(x/√(1+x^2))=arcsin(sinα)=α ∵-π/2<α<π/2

No.66925 - 2020/06/16(Tue) 20:23:18

Re: 逆三角関数 証明 / IT
(逆向きなら)
α=arcsin(x/√(1+x^2))とおくと 
 -1<x/√(1+x^2)<1なので-π/2<α<π/2
 x/√(1+x^2)=sinα
 -π/2<α<π/2よりcosα>0なので、
 cosα=√(1-(sinα)^2)
 =√(1-x^2/(1+x^2))
 =√(1/(1+x^2))
∴tanα=sinα/cosα=(x/√(1+x^2))/√(1/(1+x^2))=x
∴α=arctanx (∵-π/2<α<π/2)

スッキリ
α=arcsin(x/√(1+x^2))とおくと-π/2<α<π/2
sinα=x/√(1+x^2)
∴cosα=1/√(1+x^2)
∴tanα=sinα/cosα=x
∴α=arctanx
程度書けばいいかも

No.66927 - 2020/06/16(Tue) 20:41:00

Re: 逆三角関数 証明 / 関数電卓
この問題と同じ!
No.66930 - 2020/06/16(Tue) 21:44:42
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