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期待値 / スライム
勝ったら掛け金が2倍もらえるCASINOでルーレットをやるとする。ただし、胴元はいないとする。黒か白かに賭け、確率は1/2とする。

1000円賭けて
負けたら2000円
負けたら4000円
負けたら8000円
そして上限は8000円までとする。

そして、勝った時点で止める。4000円で勝ったらそこでおしまい。

で、また1000円から始める。
いきなり1000円で勝ったらここでおしまい。
次も1000円で賭ける。

これを続ける。

期待値をお願いします。(マーチンゲール法だったかココモ法だったかに似ていますが。)

No.53395 - 2018/08/31(Fri) 07:01:27

Re: 期待値 / らすかる
毎回、掛け金がいくらでも期待値が0円なので、全体の期待値も0円。
No.53397 - 2018/08/31(Fri) 07:58:17

Re: 期待値 / ヨッシー
「2倍もらえる」に騙されてはいけません。
1000円賭けて、勝っても増えるのは 1000円だけです。

No.53399 - 2018/08/31(Fri) 14:09:59

Re: 期待値 / スライム
【問題が伝わったか不安になったので再度書きます。】
勝ったら掛け金が2倍もらえるCASINOでルーレットをやるとする。ただし、胴元はいないとする。黒か白かに賭け、確率は1/2とする。

1000円賭けて
負けたら2000円かける。
負けたら4000円かける。
負けたら8000円かける。
そして上限は8000円までとする。

そして、勝った時点で止める。たとえば4000円で勝ったらそこでおしまい。

で、また1000円から始める。
いきなり1000円で勝ったらここでおしまい。
次も1000円で賭ける。

これを続ける。

期待値をお願いします。(マーチンゲール法だったかココモ法だったかに似ていますが。)

また、勝つ確率を求めなさい。です。

No.53403 - 2018/08/31(Fri) 19:28:27

Re: 期待値 / スライム
>らすかる様

毎回、掛け金がいくらでも期待値が0円

とはどういう計算式になるのか教えていただいてもよろしいでしょうか?

No.53405 - 2018/08/31(Fri) 19:30:38

Re: 期待値 / IT
らすかるさんの解答が簡明でいいと思います。

一応計算してみると
1クールについて
  4回連続負ける確率は 1/2^4=1/16
  よって勝つ確率は15/16 (あくまで1クールの勝率)

負けるときは 負け金15000円
勝つときは 勝ち金1000円なので 期待値は0円

No.53410 - 2018/08/31(Fri) 20:53:43

Re: 期待値 / らすかる
> 毎回、掛け金がいくらでも期待値が0円
> とはどういう計算式になるのか教えていただいてもよろしいでしょうか?

掛け金がn円のとき
1/2の確率でn円損し、
1/2の確率でn円得するから
(1/2)×n+(1/2)×(-n)=0

勝ち負けは他の回の影響を受けませんので、
各回で期待値は0であり
全体の期待値は各回の期待値の合計ですから
0になります。
従ってどんな作戦にしても期待値は0です。

No.53411 - 2018/08/31(Fri) 21:35:06

Re: 期待値 / スライム
よくわかりました。

皆様、ありがとうございます。

No.53413 - 2018/09/01(Sat) 04:17:51

Re: 期待値 / スライム
それにしても2回程度の賭けを上限とし、損切りをするくらいでしたら期待値が0というのはイメージできますが、5回も10回も20回もとなると、理屈では期待値が0とわかっちゃいるけれど、なんか勝てるような気がしてくるのが不思議です。
No.53414 - 2018/09/01(Sat) 04:21:34

Re: 期待値 / らすかる
ちゃんと考えれば勝てる気はしなくなりますよ。
例えば10000回やったとすると、そのうち
約5000回は1000円のときに勝って+1000円
約2500回は2000円のときに勝って収支+1000円
約1250回は4000円のときに勝って収支+1000円
約625回は8000円のときに勝って収支+1000円
そして残りの約625回は8000円まで負けて収支-15000円
となり、
(5000+2500+1250+625)×1000-625×15000=0
でやはりトントンです。

# 勝つ回数は負ける回数の15倍ですが、
# 負けた時の金額が勝った時の15倍なので
# 結局期待値が0になるということです。

# 全部で16本でそのうちはずれくじが1本しかないが、
# くじの値段が15000円で当たったら16000円貰える、
# というのと同じですが、このくじを買いたいですか?

No.53415 - 2018/09/01(Sat) 04:55:53

Re: 期待値 / スライム
くじの例がわかりやすいです。
ありがとうございます。

No.53456 - 2018/09/02(Sun) 04:57:08
数A 整数の性質 / ボルト
この問題を何度も考えたのですが分かりません。詳しい解説をよろしくお願いします。
No.53387 - 2018/08/30(Thu) 21:51:09

Re: 数A 整数の性質 / IT
a=sG,b=tG (s,tは互いに素な自然数でs≧t)とおけます。
このときLはどう表せますか?

No.53388 - 2018/08/30(Thu) 22:19:15

Re: 数A 整数の性質 / ボルト
L= stGと表すことができます。
No.53389 - 2018/08/30(Thu) 22:26:04

Re: 数A 整数の性質 / IT
ですね。
L=4G から stが求まり、
s,tは互いに素な自然数でs≧t から s,t が求まり、
a=sG,b=tG から a/b が求まります。

No.53390 - 2018/08/30(Thu) 22:41:12

Re: 数A 整数の性質 / ボルト
ITさんありがとうございました。
st=4、sとtは互いに素なので、s=4、t=1となり、4G/Gより答えは4で合っていますでしょうか?

No.53392 - 2018/08/30(Thu) 22:54:49

Re: 数A 整数の性質 / IT
> st=4、sとtは互いに素なので、s=4、t=1となり、4G/Gより答えは4で合っていますでしょうか?
合ってますが、答案は、少なくとも
s≧t かつsとtは互いに素なので、s=4、t=1
a/b=4G/G=4
などのようにしたほうがいいと思います。

No.53393 - 2018/08/30(Thu) 23:47:50

Re: 数A 整数の性質 / ボルト
ITさんありがとうございました。答案を書く際にはそのように書きます。本当にありがとうございました。
No.53394 - 2018/08/31(Fri) 06:28:44
数列の極限 / つな
証明が合っているか自信がないのでチェックをお願いします。
No.53383 - 2018/08/30(Thu) 13:34:24

Re: 数列の極限 / らすかる
(∵a>0)は(∵a>1)の間違いですね(2箇所)。

下から3行目と下から2行目に書かれている命題
(任意のNに・・・が存在する)が
示されていないように思えますが…

No.53384 - 2018/08/30(Thu) 16:20:40

Re: 数列の極限 / つな
証明を書き直して見ました。これでどうでしょうか?
No.53400 - 2018/08/31(Fri) 16:32:32

Re: 数列の極限 / らすかる
ε+1>[n]√a から言えるのは
|[n]√a-1|<ε でなく [n]√a-1<ε だけなので、
[n]√a>1であることも書いておいた方が良いと思いますが、
それ以外は問題ないと思います。

No.53401 - 2018/08/31(Fri) 17:02:27

Re: 数列の極限 / つな
返信ありがとうございます。
No.53402 - 2018/08/31(Fri) 17:41:02
(No Subject) / たか
2次方程式
4x^2-4ax+2a^2-4a+3=0
aが整数のとき、この2次方程式の解を求めよ。
お願いします。

No.53380 - 2018/08/30(Thu) 00:47:17

Re: / らすかる
解の公式から
x={2a±√(4a^2-4(2a^2-4a+3))}/4
={a±√(-a^2+4a-3)}/2
なのでaが整数かどうかにかかわらず
x={a±√(-a^2+4a-3)}/2 が解ですが、
もしaが整数、xが実数範囲で求まる可能性がある解を
すべて求めるということならば
-a^2+4a-3=-(a-1)(a-3)から
-a^2+4a-3≧0を満たすのは1≦a≦3の範囲なので
a=1のとき x=1/2
a=2のとき x=1/2,3/2
a=3のとき x=3/2
よってあり得る解はx=1/2,3/2となります。

No.53381 - 2018/08/30(Thu) 01:59:41
広義積分のオーダー / 坂下
画像の問2(2)がわかりません。
そもそも∫(a→x)t(logt)^αdtに関して、x→∞のとき、無限大に発散するのでしょうか?
そうでないと、オーダーを比較することはできないと思います。

No.53379 - 2018/08/29(Wed) 22:04:52
素因数分解 / adgjmptw
2004の素因数分解が何度やってもできません。途中式から教えてください。
No.53369 - 2018/08/29(Wed) 12:15:41

Re: 素因数分解 / ヨッシー
こちらの「素因数分解は次のように計算するとよい。」の部分をご覧ください。
No.53370 - 2018/08/29(Wed) 14:18:08

Re: 素因数分解 / adgjmptw
他の素因数分解はできるのですが、2004だけよく分からなくなってしまいます。教えてください。
No.53375 - 2018/08/29(Wed) 20:19:23

Re: 素因数分解 / IT
できるところまでやってみられるのがいいと思います。
なお、167は素数です。

(167<13^2=169かつ11以下の素数で割り切れませんから)

No.53377 - 2018/08/29(Wed) 20:38:44

Re: 素因数分解 / GandB
  2004/2 = 1002
  1002/2 = 501
   501/3 = 167
 167 を割れる数を見つけようとしても、なかなか見つからないことに気づく。

 実は、167 は素数である。

 一般に n が素数であるかどうかのもっとも素朴な判定方法は、n を n 以下の整数で割ることを n から 2 まで繰り返し、もし割り切れなかったら素数だと判定する。n は n/2 より大きい整数では割り切れないことは明らかなので、実際に調べるときは n/2 以下の整数から割っていけばいい。

  167/2 = 83.5
なので、
  167/83 ---> 割り切れない
  167/82 ---> 割り切れない
  ・・・・・・・・・・・・・・
  167/5 ---> 割り切れない
  167/4 ---> 割り切れない
  167/3 ---> 割り切れない
  167/2 ---> 割り切れない
のように地道に繰り返せば 167 が素数であることがわかる(笑)。
 したがって2004の素因数分解は

  2004 = 2*2*3*167.

 筆算ではこの程度の素数のチェックでも実にメンドーなので、プログラミングできるなら PC で計算するのもよい。そのときはもう少し効率のよい「エラストテネスの篩」というアルゴリズムを使う。

No.53378 - 2018/08/29(Wed) 20:53:33

Re: 素因数分解 / ヨッシー
質問者が誤って覚えられるといけませんので補足しておきます。
IT さんが書かれているように、
167 が素数かどうかを調べるには、13 未満の素数、つまり、
 2, 3, 5, 7, 11
で割り切れるかを調べれば十分です。
13 以上の約数があるなら、167 をその数で割った商も約数で、
それは 13 より小さく、それ以前に見つかっているはずですので。

>   2004/2 = 1002
>   1002/2 = 501
>    501/3 = 167
>  167 を割れる数を見つけようとしても、なかなか見つからないことに気づく。
>
>  実は、167 は素数である。
>
>  一般に n が素数であるかどうかのもっとも素朴な判定方法は、n を n 以下の整数で割ることを n から 2 まで繰り返し、もし割り切れなかったら素数だと判定する。n は n/2 より大きい整数では割り切れないことは明らかなので、実際に調べるときは n/2 以下の整数から割っていけばいい。
>
>   167/2 = 83.5
> なので、
>   167/83 ---> 割り切れない
>   167/82 ---> 割り切れない
>   ・・・・・・・・・・・・・・
>   167/5 ---> 割り切れない
>   167/4 ---> 割り切れない
>   167/3 ---> 割り切れない
>   167/2 ---> 割り切れない
> のように地道に繰り返せば 167 が素数であることがわかる(笑)。
>  したがって2004の素因数分解は
>
>   2004 = 2*2*3*167.
>
>  筆算ではこの程度の素数のチェックでも実にメンドーなので、プログラミングできるなら PC で計算するのもよい。そのときはもう少し効率のよい「エラストテネスの篩」というアルゴリズムを使う。

No.53386 - 2018/08/30(Thu) 16:37:24

Re: 素因数分解 / GandB
> 167 が素数かどうかを調べるには、13 未満の素数、つまり、
>  2, 3, 5, 7, 11
> で割り切れるかを調べれば十分です。
> 13 以上の約数があるなら、167 をその数で割った商も約数で、
> それは 13 より小さく、それ以前に見つかっているはずですので。


 いやいや、これは大変失礼しました。まったくその通り(笑)。

 今 Excel VBA でちょっと確認したら、上の何の工夫もないアルゴリズムでも、今の PC なら
  9,999,991
が素数であることを1秒弱で判定できた。初めて触ったPC(シャープのMZ2000 8ビットマシン)だったら、どれくらいかかったことだろう。

No.53391 - 2018/08/30(Thu) 22:43:59
場合の数 / adgjmptw
(2)で同じ金額を表すときに大きい金額の硬貨ではなく、小さい金額の硬貨として考えるのはわかるのですが、そもそもどうしてそうしないといけないのですか。(1)のようにそれぞれの硬貨の使い方を出していくのではいけないのでしょうか?
No.53368 - 2018/08/29(Wed) 11:40:30

Re: 場合の数 / ヨッシー
(1) は、硬貨の出し方が違えば、金額も違うので、
出し方の種類と金額の種類は同数ですが、
(2) は例えば、
 100円 3枚  50円 0枚  10円 3枚
 100円 2枚  50円 2枚  10円 3枚
はどちらも330円なので、硬貨の出し方がそのまま
金額の種類とはなりません。

No.53371 - 2018/08/29(Wed) 14:30:05

Re: 場合の数 / adgjmptw
ありがとうございました。
No.53376 - 2018/08/29(Wed) 20:30:14
/ まむ
2(-4/√3log2/√3)+4/√3log2/1の計算ができません。指数の形にしたのですがよく分かりませんでした。
No.53363 - 2018/08/29(Wed) 02:23:10

Re: ま / らすかる
適切にカッコを付けて、分子分母がわかるようにして下さい。
2(-4/√3log2/√3)+4/√3log2/1 は
2×(-4÷((√3)log(2))÷√3)+4÷((√3)log(2))÷1
あるいは
2×(-4÷√(3log(2))÷√3)+4÷√(3log(2))÷1
ぐらいに解釈されますが、いずれにしても
最後の「÷1」は意味がないので
多分こういう解釈ではないですよね。

No.53365 - 2018/08/29(Wed) 03:55:04

Re: ま / まむ
分かりにくくてすみません。
2(4分の√3×log2分の√3)+4分の√3×log2分の1です。

No.53372 - 2018/08/29(Wed) 19:32:09

Re: ま / X
既にらすかるさんも書かれていますが補足の形で。

分数の横棒の記号として
/
がよく使われるのは、この記号が
コンピュータのプログラミングで
÷
の意味で使われていることに
由来しています。
その辺りを頭に入れておけば
分数の分子、分母の書き方の
順序を間違えることは
ないと思います。


で、解答ですが
(与式)=((√3)/4){log{((√3)/2)^2}+((√3)/4)log(1/2)
=((√3)/4){log(3/4)+log(1/2)}
=((√3)/4)log(3/8)
となります。

No.53373 - 2018/08/29(Wed) 19:58:28

Re: ま / らすかる
「○分の△」は「△/○」と書きますので
「4分の√3」は「√3/4」ですが、
「log2分の√3」は
・log(√3/2)
・√3/log2
のどちらかわかりませんね。
どちらも、読むと「ログにぶんのルートさん」です。
言葉で書く場合でも
log(2分の√3) か
(log2)分の√3
のようにカッコが要ります。

No.53374 - 2018/08/29(Wed) 20:06:07
(No Subject) / ゆか
積分の公式で質問です。
∫[α→β](x-α)^2(x-β)dx=-(β-α)^4/12
とかかれていたのですが、
ある問題で
1/18∫[α→β](x-α)(x-β)^2dx
=(1/18)×(β-α)^4
となってました。公式の-はどこにいったのでしょうか?
また、公式での-についてなのですが、たしかに計算をすると-がつきますが、積分は面積を求める式なのに4乗の係数が-では、面積が常にマイナスになりませんか? 

No.53362 - 2018/08/29(Wed) 01:19:04

Re: / らすかる
積分は面積を求める式ではありません。
No.53366 - 2018/08/29(Wed) 03:56:30

Re: / IT
>積分は面積を求める式なのに4乗の係数が-では、面積が常にマイナスになりませんか? 

では、∫[0→1](-1)dx はいくらか分かりますか?

No.53367 - 2018/08/29(Wed) 04:03:10

Re: / ゆか
1でしょうか?

積分で面積を求める場合は、ロクブンノイチ公式やジュウニブンノイチ公式などがあって、ジュウニブンノ公式だと係数にマイナスが付きますが、実際 計算で使う際には係数のプラス マイナス は、無視をして絶対値をつけて計算しても大丈夫ですか?

No.53423 - 2018/09/01(Sat) 12:58:47

Re: / らすかる
1ではありません。-1です。
∫[0→1](-1)dxは「x軸とy=-1とx=0とx=1で囲まれた部分の面積」ではありません。

1/12公式が↓こちらのサイトに書いてある内容のことでしたら、
https://mathtrain.jp/13112formula
ここでは絶対値がついています。

No.53428 - 2018/09/01(Sat) 14:29:16

Re: / ゆか
あ、0と1を逆に計算してました!すみません、、、。


はい!そちらのサイトの公式のことです!!!
面積を求める時のみは公式のプラスマイナスを気にせず絶対値で計算しても大丈夫ですよね?

No.53429 - 2018/09/01(Sat) 15:17:57

Re: / らすかる
「面積を求める公式」ならば最初から絶対値が付いているはずですが、
ゆかさんがおっしゃるのは何の公式ですか?
何の公式かわからないと、
「公式のプラスマイナスを気にせず絶対値で計算しても大丈夫」
かどうかも判断できません。

No.53430 - 2018/09/01(Sat) 15:29:55
数A 整数の性質 / ボルト
(2)の問題について、x-2までは導き出せたのですが、そこからがわかりません。解答よろしくお願いします。
No.53358 - 2018/08/28(Tue) 21:34:11

Re: 数A 整数の性質 / ボルト
考えたのですが、x-2が11の倍数か0になればよいので、x=2だということがわかりました。ご迷惑をおかけして申し訳ございませんでした。
No.53359 - 2018/08/28(Tue) 22:07:48

Re: 数A 整数の性質 / らすかる
答案には「11の倍数か0」とは書かない方がいいです。
0も11の倍数ですから。

No.53360 - 2018/08/28(Tue) 22:39:17

Re: 数A 整数の性質 / ボルト
0がすべての数の倍数になるということをはじめて知りました。ありがとうございました。
No.53361 - 2018/08/28(Tue) 22:45:38
高知大学 医学部 AO過去問 / ぴーたろう
a,bは実数でa>0とする。

xy平面上において、(4-a,1-a),(4-a,1+a),(4+a,1-a),(4+a,1+a)を頂点とする正方形の4つの辺とその内部からなる領域をD1とし、中心(b,2b),半径3の円の演習とその内部からなる領域をD2とする。また、点A,B,Cをxy平面上の3点とし、それらの座標をそれぞれ(2,-2),(2,1),(3,0)とする。このとき、次の問いに答えよ。

(1)A,B,Cのうち、D1に入る点が1つだけあるようなaの範囲を求めよ
(2)A,B,Cのうち、D2に入る点が2つだけあるようなbの範囲を求めよ
(3)A,B,Cのうち、D1,D2の両方に入る点が1つ以上あるような(a,b)の範囲をab平面上に図示せよ
(4)A,B,Cのうち、D1,D2の少なくとも一方には入るような(a,b)の範囲をab平面上に図示せよ

No.53356 - 2018/08/28(Tue) 17:00:04

Re: 高知大学 医学部 AO過去問 / ヨッシー
(4) の日本語がおかしいです。
No.53382 - 2018/08/30(Thu) 11:50:25
ラ・サール高過去問 / Origin
右図において,AO=1のときのABの長さを求める方針を出来るだけ多く出して頂きたいです.尚OB=OCは証明されているものとします.高校数学の範囲内で理解できる定理なら何を使って頂いても構いません.
No.53353 - 2018/08/28(Tue) 10:39:54

Re: ラ・サール高過去問 / Origin
補足:答えは14/5です。
No.53354 - 2018/08/28(Tue) 12:01:00

Re: ラ・サール高過去問 / らすかる
CQ=QP=PB=2xとしてQPの中点をMとすると
OM=√(OP^2-MP^2)=√(1-x^2)
OB=√(OM^2+MB^2)=√(1+8x^2)
MB:OB=AB:CBに代入して
3x:√(1+8x^2)=1+√(1+8x^2):6x
これを解いてx=√7/5
∴AB=1+√(1+8x^2)=14/5

No.53355 - 2018/08/28(Tue) 16:12:13

Re: ラ・サール高過去問 / Origin
> CQ=QP=PB=2xとしてQPの中点をMとすると
> OM=√(OP^2-MP^2)=√(1-x^2)
> OB=√(OM^2+MB^2)=√(1+8x^2)
> MB:OB=AB:CBに代入して
> 3x:√(1+8x^2)=1+√(1+8x^2):6x
> これを解いてx=√7/5
> ∴AB=1+√(1+8x^2)=14/5

ありがとうございます。自分で考えた幾つかのよりスマートで美しいです!参考にさせていただきます。

No.53357 - 2018/08/28(Tue) 20:21:56
自由度と自明な解の関係について / あや
自由度と自明な解がなぜ紐づくのかわかりません。
参考書に写真のような説明がのっていましたがなぜそう言えるのかその仕組みがわかりません。
・自由度>0の時、自明な解以外にも解を持つ
・自由度=0の時、自明な解のみを解にもつ
・係数行列のランク<拡大係数行列のランクの時、解なし

これらの項目がなぜそう言えるのか原理を教えてください

No.53351 - 2018/08/28(Tue) 00:07:44
確率の問題です / て
1つの袋に赤玉と白玉の2種類の玉が合計10個入っている。この袋から同時に2この玉を取り出す時、そのうち少なくとま1個が白玉である確率が15文の8であるという。この袋に入っている白玉の個数を求めよ。
という問題の解き方がわかりません。どなたか解法教えていただきたいです。

No.53348 - 2018/08/27(Mon) 19:41:59

Re: 確率の問題です / GandB
> そのうち少なくとま1個が白玉である確率が15文の8
 変な日本語。質問するときの問題文はもっと正確に。

 問題文が雑なので回答も雑に書いておく(笑)。簡単な問題だからすぐわかるだろうが。

 赤玉の数を x とすると
  (xC2)/(10C2) = 1- 8/15 = 7/15.
  xC2 = 7*45/15 = 21 = 7C2.
  x = 7.
 したがって白玉の数は
  10 - 7 = 3.

No.53349 - 2018/08/27(Mon) 21:05:41
積分 / ゆか
積分の公式で質問です。
∫[α→β](x-α)^2(x-β)
=-(β-α)^4/12 とかかれていたのですが、

塾の先生には|a|(β-α)^4/12
と習いました

この上記の2つの公式はそれぞれ係数が-と+なので、答えが変わってくると思うのですがどれが正しいのでしょうか?

No.53345 - 2018/08/27(Mon) 18:14:51

Re: 積分 / IT
塾の先生は、曲線とx軸で囲まれる部分の面積について言われたのでは?

正か負かは、グラフを描いてみれば分かります。
α<βのとき 、α>βのとき それぞれグラフを描いてみてください。 


なお、a は何ですか?

No.53346 - 2018/08/27(Mon) 18:37:58

Re: 積分 / GandB
> 塾の先生には|a|(β-α)^4/12
 |a| はどこから出てきたのか、よくわからんが
  https://mathtrain.jp/beta
を見る限り、まったく違う積分を混同しているとしか思えん。

 ま、それはともかく

  ∫[α→β](x-α)^2(x-β)

とは

  ∫[α→β](x-α)^2(x-β)dx

のことだろうから、素直に積分すれば

   ∫[α→β](x-α)^2(x-β)dx
  = ∫[α→β](x-α)^2( x-α-(β-α) )dx
  = ∫[α→β]( (x-α)^3 - (β-α)(x-α)^2 )dx
  = [(1/4)(x-α)^4 - (1/3)(β-α)(x-α)^3][α→β]
  = ( (1/4)(β-α)^4 -(1/3)(β-α)^4 ) - (0-0)
  = -(1/12)(β-α)^4.

No.53347 - 2018/08/27(Mon) 18:53:59
全くわかりません / ノロウ
答えと式を分かる方、教えてくださると助かります。
No.53344 - 2018/08/27(Mon) 11:40:37
円と直線(お茶の水大 2010) / 名前
円と直線(お茶の水大 2010)

『xy平面上の2円

C1:x^2+y^2=16  C2:(x-6)^2+y^2=1

について点 P を通る任意の直線が C1 または C2 の少なくとも一方と共有点を持つような点 P の存在する領域を図示せよ.』

という問題について

P(p,q) としてPを通る任意の直線を cosθ(x-p)+sinθ(y-q)=0 とおいて任意のθについて

-4≦pcosθ+qsinθ≦4 (C1と共有点をもつ)
または
-1≦(p-6)cosθ+qsinθ≦1 (C2と共有点をもつ)

が成り立つようなPについて考えようとしたのですが

p^2+q^2≦16 (C1内部) または (p-6)^2+q^2≦1 (C2内部) の場合は自明として

それ以降で膠着してしまいました。

答えとしては

『C1,C2および共通外接線,共通内接線で囲まれた領域』となります。

手持ちの解答では「この領域内では条件を満たす」程度の説明しかなく、数式での解答を試みた次第です。

ご教授願います。

No.53343 - 2018/08/27(Mon) 07:55:03

Re: 円と直線(お茶の水大 2010) / 黄桃
図形的考察をしないと難しいのではないでしょうか。

要するに、θに関する不等式

-4≦pcosθ+qsinθ≦4 または -1≦(p-6)cosθ+qsinθ≦1

の解が0〜2πすべてをカバーする、ということなのですが、数式だけだと、出てくる角度の意味をきちんと理解するのが難しい上に出てきた結論は当たり前のものになります。

実際、O(0,0), A(6,0)とし、C1,C2の外側にあるPが条件を満たすとは、
PからC1に引いた2本の接線に挟まれるOを含む領域(Oの反対側も含む)と
PからC2に引いた2本の接線に挟まれるAを含む領域(Aの反対側も含む)との和集合が全体集合になる
ということである、となります(この結論自体は図形的意味を考えれば明らかでしょう)。

この先の考察は図形的にした方がずっと楽で、そうなると「手持ちの解答」と大差ないものになるでしょう。

#全部数式だけでやろうと思ったら、
#PからC1に引いた2本の接線の方程式を f1(x,y)=0, f2(x,y)=0,
#PからC2に引いた2本の接線の方程式を g1(x,y)=0, g2(x,y)=0 とし、
#f1(0,0)*f2(0,0)<0, g1(6,0)*g2(6,0)<0 とすれば(符号が反対なら f1やg1を -f1や-g1 で置き換える)
#f1(x,y)*f2(x,y)>0 の範囲が g1(x,y)*g2(x,y)≦0の範囲に含まれる、
#という条件を明らかにすればいいですが、かなり面倒なことになると思います(少なくとも私はやる気がおきません)。

No.53396 - 2018/08/31(Fri) 07:55:23

Re: 円と直線(お茶の水大 2010) / 名前
最初は図形的考察を考えました。

円外の定点Pを通る直線が円と共有点をもつとき、直線が動ける限界は円と直線が接するときです。

この直線がC1と共有点をもたなくなったときからC2と共有点をもち始め、C2と共有点をもたなくなったときからC1と共有点をもち始めると考えれば共通接線が境界になるであろうという推測はできます。

実際、原題では小問で2円の共通接線の方程式を問うており共通接線が境界になることを示唆しています。

しかし、こうした考察を厳密に実行して図示するところでつまづいてしまいました。

No.53398 - 2018/08/31(Fri) 11:00:33

Re: 円と直線(お茶の水大 2010) / 黄桃
もし目的が、数式を使って解くこと、でないのなら、改めて投稿しなおすことをお勧めします。小問は誘導になっていることが多く、問題作成者の意図は図形的に解くことでしょう。

#4本の共通接線で分割される領域ごとに可能性を検討すれば
#(面倒ですが)確実、というのが「手持ちの解答」の方針では?

No.53460 - 2018/09/02(Sun) 08:25:28
答えと式をお願いします / しかじか
mを求める問題です
No.53340 - 2018/08/27(Mon) 04:21:12

Re: 答えと式をお願いします / らすかる
邪魔なものを一つずつ処理していけば求められます。
(1)分母の4が邪魔なので両辺を4倍する
(2)Zが邪魔なので両辺をZで割る
(3)Aが邪魔なので両辺からAを引く
(4)-が邪魔なので両辺に-1を掛ける
これで求まります。

No.53341 - 2018/08/27(Mon) 04:32:58
数学 ベクトル / 小桜インコ
この問題が全くわかりません!!
No.53335 - 2018/08/26(Sun) 21:18:41
高次恒等式 / あいか
下の問題の求め方が分からないので教えていただきたいです!!🙇
お願いします!!!

No.53326 - 2018/08/26(Sun) 18:36:11

Re: 高次恒等式 / IT
?@の解をα、β?Aの解をα、β、γとして解と係数関係から決まると思います。

?@の左辺を?Aの左辺で割り算する方法もあります。

No.53328 - 2018/08/26(Sun) 19:03:39

Re: 高次恒等式 / あいか
ありがとうございます、階の係数をだしてからどうすればいいのでしょうか…ほんとにすみません🙇
No.53329 - 2018/08/26(Sun) 19:28:22

Re: 高次恒等式 / あいか
あと?@の解が‪α ‬β γの3つでいいですか??
No.53330 - 2018/08/26(Sun) 19:31:42

Re: 高次恒等式 / IT
いいです。
「?A の解をα、β ?@の解をα、β、γ」と書くところを
書き間違えました。ごめんなさい。

No.53331 - 2018/08/26(Sun) 19:51:23

Re: 高次恒等式 / IT
> ありがとうございます、階の係数をだしてからどうすればいいのでしょうか…ほんとにすみません🙇

?@と?Aの解と係数の関係を書き出してください。

(注)x=aが?@の解の1つであることから?@は因数分解できて (x-a)(x^2+x+1)=0 …?@となることを使うと良かったです。
(1)は、最初の方針どおりやってみましょう。
(2)は、(x-a)(x^2+x+1)=0 …?@ を使わないと難しいようです。

実数係数のn次方程式が虚数解αを持つときαの共役複素数も解になることを使います。
?@の左辺を?Aの左辺で割り算する方法はうまくいかないようです。

No.53332 - 2018/08/26(Sun) 19:55:47

Re: 高次恒等式 / IT
(解と係数関係を使う解法)
(1) (ii)の解をα、β (i)の解をα、β、γとすると。
解と係数関係
α+β+γ=-(1-a)…(1),αβ+βγ+γα=1-a…(2),αβγ=a…(3)
α+β=-(9a-7)…(4),αβ=1…(5)

(5)(3)よりγ=a
これと(1)(4)より-(9a-7)+a=-(1-a) ∴a=8/9

この後、a=8/9なら(ii)の2解が(i)の解になることを示すのは面倒ですね。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
やはり、下記の解答が良いようです。
(略解)
(1)x^3+(1-a)x^2+(1-a)x-a=(x-a)(x^2+x+1)=0 …(i) なので
(i)の解はx=a(実数)とx^2+x+1=0の2つの異なる虚数解である。
(ii)は実数係数なので虚数解を持つ場合は、その共役複素数も解となる。
 
したがって(i)と(ii)が2つの解を共有するとき、それらはx^2+x+1=0の2つの解である。

よって、x^2+(9a-7)x+1=x^2+x+1 (恒等式)
∴a=8/9 

No.53336 - 2018/08/26(Sun) 21:27:27

Re: 高次恒等式 / IT
(2)(i)と(ii)がただ1つの解を共有するとき
その共有解はx=a である。(なぜなら、(1)の最初の議論から)
よってa^2+(9a-7)a+1=0 これを解くといいです。

No.53337 - 2018/08/26(Sun) 21:32:03

Re: 高次恒等式 / あいか
わかりやすくありがとうございます!
2通りでやってみました!!

No.53339 - 2018/08/26(Sun) 21:33:51
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