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(No Subject) / ドーナツ
いつも頼ってしまい申し訳ありません。
赤チャートの数学3の楕円の問題です。

楕円x^2+4y^2=1と放物線4×(2)^(1/2)y=2x^2+aが異なる4点で交わるための定数aの値の範囲を求めよ。

という問題です。
xを消去してyの2次方程式を作り8y^2+4(2)^(1/2)y-(a+2)=0が-1/2<y<1/2の範囲で異なる2つの解をもつ条件を求めます。

楕円と放物線が異なる2つの解をもてば条件がクリアできるように思うのですが、「-1/2<y<1/2の範囲で」っていうのは必要ですか?

No.83171 - 2022/08/14(Sun) 12:02:25

Re: / IT
8y^2+4(2)^(1/2)y-(a+2)=0が異なる2つの実数解を持つ
というだけでは、xが虚数になる場合があり得るのでは?

ある変数を消去するときは、その変数の存在条件などに注意する必要があります。

No.83175 - 2022/08/14(Sun) 13:15:39

Re: / ドーナツ
なるほど!
yの2次方程式の判別式D>0をすればyは実数解をもつけど、それに対するxは虚数解になるかもしれないからですね。
xが実数解を持つようにするために-1/2<y<1/2が必要なんですね。
ITさん、ありがとうございます。

No.83181 - 2022/08/15(Mon) 13:12:53
図形的に / ドーナツ
赤チャートの数学3の双曲線の問題です。
よろしくお願いします。

双曲線x^2-3y^2=3上の点Pと直線y=3^(1/2)xの距離をdとするときdの最小値を求めよ。
という問題です。
解説で急に「直線y=3^(1/2)xに平行な接線の接点においてdは最小となる」と書かれています。
感覚的にはそうかなと思うのですが、確信が持てません。

No.83170 - 2022/08/14(Sun) 11:43:27

Re: 図形的に / IT
直線y=3^(1/2)x との 距離が aである点の集合を考えてみると良いのでは?

直線y=3^(1/2)xに平行な接線を描いて考えるという方法もあると思います。

No.83172 - 2022/08/14(Sun) 12:07:57

Re: 図形的に / ドーナツ
ITさん、ありがとうございます。
なるほど。直線y=3^(1/2)xから距離aの点の集合は、y=3^(1/2)xと平行な直線になって、それで距離を最小にしようとすると「接するとき」ということになりますね。
納得しました。ありがとうございます。

No.83174 - 2022/08/14(Sun) 12:50:37
(No Subject) / 霊無
AB=p、AC=4、角BAC=60°の三角形ABCの外心をOとする。
(1)↑AB・↑AOと↑AC・↑AOをpで表す
(2)↑AOを↑AB、↑AC、pで表す
(3)AOとBCの交点をHとする。HがBCを3:1に内分する点となるようなpの値を求める

解説よろしくお願いします。

No.83168 - 2022/08/13(Sat) 23:17:52

Re: / X
(1)
△ABCの外接円の半径をRとすると
△OABにおいて余弦定理により
cos∠OAB=(R^2+AB^2-R^2)/(2R・AB)
=AB/(2R)=p/(2R)
となるので
↑AB・↑AO=Rpcos∠OAB=(1/2)p^2 (A)
同様に△OACにおいて余弦定理により
cos∠OAC=AC/(2R)
=2/R
となるので
↑AC・↑AO=4Rcos∠OAB=8 (B)

(2)
条件から
↑AB//↑ACでなく、かつ↑AB≠↑0かつ↑AC≠↑0
∴↑AO=x↑AB+y↑AC
(x,yは実数)
と置くことができます。

↑AB・↑AO=x|↑AB|^2+y↑AB・↑AC (C)
↑AC・↑AO=x↑AB・↑AC+y|↑AC|^2 (D)
ここで
↑AB・↑AC=2p (E)
(A)(B)(E)を(C)(D)に用いて、整理をすると
2px+4y=p (C)'
px+8y=4 (D)'
(C)'(D)'を連立して解き
(x,y)=((2p-4)/(3p),(8-p)/12) (E)
∴↑AO={(2p-4)/(3p)}↑AB+{(8-p)/12}↑AC

(3)
(2)の↑AOを使うと
↑AH=k↑AO
=kx↑AB+ky↑AC
(kは0でない実数)
と置くことができます。
ここで条件から
kx+ky=1 (F)

ky:kx=3:1
∴y=3x (G)
(G)に(E)を代入すると
(8-p)/12=(2p-4)/p
これより
p(8-p)=12(2p-4)
p^2+16p-48=0
∴p=-8±4√7
となるので、p>0より
p=-8+4√7

No.83169 - 2022/08/14(Sun) 02:12:54
等式の証明 / 真夏
下記問題の解説をお願いできませんでしょうか。
よろしくお願いいたします。

_________________________________________________

次の分数式の値を求めよ。

ab+bc+ca=0のとき、
(bc+ca)/ab=(ca+ab)/bc=(ab+bc)/ca

No.83159 - 2022/08/12(Fri) 17:55:29

Re: 等式の証明 / ast
明らかにその式の値は -1 だけど, さすがにこれに解説なんて必要か? 問題に間違いはないか?
No.83161 - 2022/08/12(Fri) 18:17:41

Re: 等式の証明 / 真夏
返信ありがとうございます。

ab+bc+ca≠0 のとき、というのもこの問題のひとつ前にありまして、その場合は、


分数式を(1)として、(1)=kとおき、

bc+ca=abk ・・・(2)
ca+ab=bch ・・・(3)
ab+bc=ach ・・・(4)

(2)、(3)、(4)より、

2(ab+bc+ca)=k(ab+bc+ca)
ab+bc+ca≠0 より、
k=2
与式=2


という解答だったのですが、今回のab+bc+ca=0の場合のやり方がどのようになるのか分からなくて困っています。

No.83163 - 2022/08/12(Fri) 18:56:28

Re: 等式の証明 / ast
# それを見て本問に悩むっていうのは, そういう小問に分けた作問者のセンスが悪いせいなのか?
その解答を見てわかる通り, そもそも最初から
> ab+bc+ca=0のとき、
> ab+bc+ca≠0 のとき、

と分けるのはほとんど意味が無くて, そういう制約を付けることなく単に
> 「(bc+ca)/ab=(ca+ab)/bc=(ab+bc)/ca
> の値を求めよ。」

と問われたとして, その解答の通りにして "k=2 または ab+bc+ca=0" を得たところでようやく
 [i] ab+bc+ca=0 のとき
 [ii] k=2 のとき
と分けることが意味を為すので (だから, 本問は後は直ちに結論を述べるだけという最終段階しかそもそも存在していないのであって), もしその解答を「(ab+bc+ca≠0 のときの) やり方」だと思っているなら (発想としてそもそもまちがっているので) 頭の中を白紙に戻して条件式をよく見るべきだと思います (本問である [i] のときは平易な連立方程式のはずです).

----
なお, 前問で ("(確かに) k=2 である" と主張するときに) は実際にそれを実現する a,b,c の存在を述べておくべきなので, 提示された「解答」がそれで全部であるなら (それだけでは 「(あるとすれば) k=2 でなければならない」という必要条件を述べたにすぎないので) 模範解答としては不十分というべきでしょう.
# (実際「a=b=c とすれば k=2 は実現できる」と一文入れる程度のこともしないのはかなり手抜きだと思います).

No.83167 - 2022/08/13(Sat) 02:57:31

Re: 等式の証明 / 真夏
ast 様

丁寧なご回答、誠に有難うございました。
大変参考になりました。

No.83196 - 2022/08/17(Wed) 10:02:13
(No Subject) / 霊夢
AB=p、AC=4、角BAC=60°の三角形ABCの外心をOとする。
(1)↑AB・↑AOと↑AC・↑AOをpで表す
(2)↑AOを↑AB、↑AC、pで表す
(3)AOとBCの交点をHとする。HがBCを3:1に内分する点となるようなpの値を求める

解説よろしくお願いします。

No.83157 - 2022/08/12(Fri) 17:43:26
数学的帰納法 / セカンドフライ
自然数nに対して、1+1/2+1/3+…+1/n<2√nが成り立つことを証明せよ
No.83155 - 2022/08/12(Fri) 17:31:05

Re: 数学的帰納法 / IT
自然数n について
 2√(n+1)-2√n=2/(√(n+1)+√n)>1/√(n+1)>1/(n+1)
∴2√n+(1/(n+1))<2√(n+1) を使って、数学的帰納法で示す。

No.83160 - 2022/08/12(Fri) 17:57:14
(No Subject) / メアリー
座標平面上に点A(7,0)があり原点OとAからの距離が4:3になる点Pの軌跡をCとする

(1)軌跡Cの方程式を求めなさい
(2)軌跡C上には内積→OP1・→AP1=0となる点P1をとる。ただしP1はy座標が正になる位置に取る

|→AP1|の値を求めなさい
さらに自然数nに対して原点Oと点Pnからの距離の比が4:3である軌跡上の内積→OP(n+1)・→PnP(n+1)=0となるように点Pn+1を順に取る。ただしPn+1は三角形OPn-1Pnと三角形OPnPn+1は辺OPn以外に重ならない位置に取る
(3)→PnPn+1の大きさ|→PnPn+1|を求めなさい

Pn+1=(Xn+1,Yn+1),Pn=(Xn,Yn)とすると
→PnPn+1=(Xn+1-Xn,Yn+1-Yn)であり
→OPn・→PnPn+1=0から
Xn+1^2-Xn+1Xn+Yn+1^2-Yn+1Yn=0…?@

またPn+1は原点Oから点Pnからの距離の比4:3である軌跡上の点なので
4:3=√(xn+1^2+(Yn+1)^2;√(Xn-Xn+1)^2+(Yn-Yn+1)^2
9{(Xn+1)^2+(Yn+1)^2}=16{(Xn-Xn+1)^2+(Yn-Yn+1)^2}
0=16・Xn^2-32XnXn+1+7(Xn+1)^2+16(Yn)^2-32YnYn+1+7Yn+1…?A

?@からXn+1^2+Yn+1^2=XnXn+1+YnYn+1であるからこれを?Aに代入すると
0=-25XnXn+1-25YnYn+1+16Xn^2+16Yn^2
0=Xn(16Xn-25Xn+1)+Yn(16Yn-25Yn+1)
Xn,Ynは共に0ではないので上の等式が成り立つ条件は
16Xn-25Xn+1=0,16Yn-25Yn+1=0
よってXn+1=16/25Xn,Yn+1=16/25Yn

よって→PnPn+1={(16/25)-1}Xn,{(16/25)-1}Yn=(-9/25Xn,-9/25Yn)と表せるから
|→PnPn+1|=9/25√(Xn^2+Yn^2)=9/25|→OPn|

…ちなみに答えは(21/5)・(4/5)^nです

No.83154 - 2022/08/12(Fri) 16:35:01

Re: / ast
> Xn,Ynは共に0ではないので上の等式が成り立つ条件は
> 16Xn-25Xn+1=0,16Yn-25Yn+1=0

↑これがおかしい

> ?@からXn+1^2+Yn+1^2=XnXn+1+YnYn+1であるからこれを?Aに代入
のところで左辺の式を消すのではなくて右辺の式を消すように代入して
   x[n+1]^2+y[n+1]^2=(4/5)^2(x[n]^2+y[n]^2)
 ⇔ x[n]^2+y[n]^2=(4/5)^(2n-2)(x[1]^2+y[1]^2)
 ⇔ |OP[n+1]|=7(4/5)^(n+1)
 ⇔ |P[n]P[n+1]|=3/4|OP[n+1]|=(21/5)(4/5)^n

でいいのかな……?

No.83158 - 2022/08/12(Fri) 17:44:37

Re: / メアリー
疑問?@
|P[n]P[n+1]|=3/4|OP[n+1]|の3/4ってどうやってだすんですか?

疑問?A
16Xn-25Xn+1=0,16Yn-25Yn+1=0
↑これがおかしい
ってあるのですがどういう意味でおかしいのでしょうか?
そもそもこの等式が成り立たないからおかしいっていってるのかこの等式自体は確かに成り立つけどこのまま計算しても求めたい式の形に変形できないからおかしいっていみなんでしょうか?

No.83162 - 2022/08/12(Fri) 18:27:36

Re: / ast
> 疑問?@
ご自分で
> またPn+1は原点Oから点Pnからの距離の比4:3である軌跡上の点なので
> 4:3=√(xn+1^2+(Yn+1)^2;√(Xn-Xn+1)^2+(Yn-Yn+1)^2

という形で既に用いていることなので, 私から改めて何か言うことは必要ないはずです.

> 疑問?A
強いて言うなら前者になるけれど, そもそもここでは式の話ではなく論理がおかしいという話をしているつもり.
# その式だけじゃなく式を含む2行を引用して, その2行を指して「おかしい」と言ってる.
もしその質問が「式にしか興味がない」ことを無意識に含意しているなら意識的に考え方を改めるよう勧めます.

No.83164 - 2022/08/12(Fri) 19:11:25
高校数学•関数 / 山田山
(3)の場合分けについて。基本的に定義域が文字の場合、定義域と軸の場合分けで文字の範囲を作ると習いました。ですがこの解説だと文字を中心に場合分けが始まっています。その理由を教えて下さい。またこの場合の−rの判別を行わない理由も教えて下さい。長文になってしまい申し訳ございません。回答お待ちしています。
No.83151 - 2022/08/12(Fri) 16:16:15

Re: 高校数学•関数 / X
-r≦x≦2r (A)
r≧0 (B)
とします。

一つ目の質問について)
理由も何も、これも
軸と定義域との位置関係による場合分け
をしています。
(但し、この問題の場合は軸が固定されており、
定義域がrの値に関して移動する形ですが。)

最初の
0≦2r≦2
とは軸である直線x=2が
(A)の範囲外右側にある場合
です。
次の
2r≧2
とは軸が(A)の範囲内にある場合
に当たります。

二つ目の質問について)
(B)のような任意のrの値に対し
-r<2
だからです。

No.83153 - 2022/08/12(Fri) 16:33:46

Re: 高校数学•関数 / 山田山
回答ありがとうございます。
(A)についてですが、本来-r<2r<2と表記される所を0<2r<2と記述されていたのでr>0が関係しているのか確認の為の質問をするつもりでした。ですが根本的な考え方の相違なのかと思い、主旨と外れた質問をしてしまいました。すみません。もし間違いであればなぜ2r>0であるのか教えて頂けると助かります。度々ご面倒をお掛けしますが、回答して下さると幸いです。よろしくお願いします。

No.83165 - 2022/08/12(Fri) 21:46:48

Re: 高校数学•関数 / X
問題の条件である
r>0
から
2r>0
です。

No.83166 - 2022/08/12(Fri) 22:44:23
整数論 / ー
nを正の整数とする
360^nの全ての正の約数の和をs(n)とする。
s(n)が10で割り切れるような100以下の正の整数nの個数を求めよ。

自分の解答

s(n)=(2^(3n+1)-1)(3^(2n+1)-1)(5^(n+1)-1)/8
であるので
「1」(2^(3n+1)-1)→mod10
「2」(3^(2n+1)-1)→mod10
「3」(5^(n+1)-1)→mod10の規則性について考える
「1」は5→7→3→→1→...
「2」は6→2→6→2→...
「3」は4→4→4→4→..という規則性があるので
「1」「2」「3」の積をmod8でとると≡0となる

これより100個ある

とこのようになってしまい答えの50個と違う理由を教えてください

No.83146 - 2022/08/12(Fri) 14:12:27

Re: 整数論 / ー
99個の誤りです
No.83147 - 2022/08/12(Fri) 14:14:40

Re: 整数論 / ー
100→99個が自分の答えです
(正の整数なので💦)

No.83148 - 2022/08/12(Fri) 14:16:27

Re: 整数論 / らすかる
例えばn=2のとき、mod10で7×2×4≡6ですから10で割り切れません。
「積をmod8で≡0になる」というのはどういう意味で書いているのでしょうか。

No.83150 - 2022/08/12(Fri) 15:58:23

Re: 整数論 / ー
分母に8があるのであまりが8で割れればいいと思いmod8を取りました56/8=7あまり0なので≡0
自分でもなんかおかしいなと思っています
mod80で取ったあまりを考え余りの積がmod80≡0でやるよりもユーグリットの互除法を使って絞り込む方がこの場合良いのでしょうか?

No.83152 - 2022/08/12(Fri) 16:23:18

Re: 整数論 / らすかる
「10で割った余り」の積が8で割り切れることはあまり意味がないと思います。
例えば1,14,22を「10で割った余り」の1,4,2を掛けると8で割り切れますが、
元の数の積1×14×22は8で割り切れませんので元の数が8で割り切れることにも
なりませんし、10でも割り切れません。
s(n)が10で割り切れる⇔8s(n)が80で割り切れる
ですから、mod80で積を考えればよいと思います。
mod80を直接考えるのは大変なのでmod5とmod16に分けて
2^(3n+1)-1≡0→2→3→1→… (mod5)
3^(2n+1)-1≡1→2→ (mod5)
5^(n+1)-1が5で割り切れることはないので
mod5で0になるのはn=4k+1(k≧0)のとき
2^(3n+1)-1が2で割り切れることはない
3^(2n+1)-1≡10→2→ (mod16)
5^(n+1)-1≡8→12→0→4→ (mod16)
よってmod16で0になるのはn=2k+1(k≧0)のとき
両方合わせると、mod80で0になるのはn=4k+1のときなので
nが1から100までならば答えは25個

No.83156 - 2022/08/12(Fri) 17:31:53
(No Subject) / メアリー
座標平面上に点A(7,0)があり原点OとAからの距離が4:3になる点Pの軌跡をCとする

(1)軌跡Cの方程式を求めなさい
(2)軌跡C上には内積→OP1・→AP1=0となる点P1をとる。ただしP1はy座標が正になる位置に取る

|→AP1|の値を求めなさい

(1)(x-16)^2+y^2=144
(2)21/5

(2)の答えが合わなくて困っています。
Try1
P1の座標を(X,Y)として+→OP1・→AP1=0から
x(x-7)+y^2=0…?@
またP1は円C上の点でもあるので(X-16)^2+Y^2=144…?A
?@?Aからx=112/25,y=84/5
よって→AP1=(x-7,y)より|→AP1|=21√409/25
…合わない

Try2
角度OP1A=90°
→点P1は直線OAを直径とする円周上の点
よって点P1は円{x-(7/2)}^2+y^2=(7/2)^2上の点かつ円C上の点でもあることが分かる。よって{x-(7/2)}^2+y^2=(7/2)^2かつ(x-16)^2+y^2=144の連立不等式を解く…x=112/25,y=84/5
…さっきと同じじゃん…

解説よろしくお願いします

No.83142 - 2022/08/12(Fri) 08:16:48

Re: / IT
>?@?Aからx=112/25,y=84/5
(y はそんなに大きいはずはないです.円C上ということからしても12以下です。)
,計算ミスだと思います)

y=84/25 では?

No.83143 - 2022/08/12(Fri) 08:50:57
空間ベクトル / 乙梨
高2数学IIB空間ベクトルの問題です。

どうしてBC//OAだと言えるのか教えて下さい。

No.83140 - 2022/08/11(Thu) 23:35:12

Re: 空間ベクトル / IT
BCとOAが(共通の)平面αと垂直だからです。
No.83141 - 2022/08/12(Fri) 00:22:35
(No Subject) / 中受
この問題と解答のSTEP2,60gの水の筈なのに食塩水になる理由を教えてください。
No.83132 - 2022/08/11(Thu) 19:38:38

Re: / 中受
解答です
No.83133 - 2022/08/11(Thu) 19:39:09

Re: / X
解答の誤植です。「食塩水」ではなくて「水」ですね。
No.83134 - 2022/08/11(Thu) 19:46:30

Re: / 中受
Xさん。丁寧にありがとうございます。私は難関ではありませんが中学受験を予定しています。
特に濃度算が苦手で、てんびん算が使えるとき使えないときの区別が分かりません。教えてもらえませんか?

No.83135 - 2022/08/11(Thu) 19:54:39

Re: / IT
この問題だと、てんびん算を使わず、食塩の重量と食塩水の重量を計算していけば良いのでは
No.83136 - 2022/08/11(Thu) 20:02:23

Re: / 中受
ITさん。ありがとうございます。指導してくださる先生は食塩水を2回以上混ぜている場合はてんびん算が使える、逆に食塩水を混ぜていない場合は使えないと仰ってました。
No.83137 - 2022/08/11(Thu) 20:32:46

Re: / IT
食塩の重量(g)は

(120×(25/100))×((120-30)/120)×((150-60)/150)
=30×(90/120)×(90/150)
=27/20

食塩水の重量(g)は
120-30+60-60+60=150

濃度は 27/(20×150)=9/100

てんびん算をお勧めするわけではありませんが
「食塩水を混ぜていない場合」とはどんな場合ですか?
(水は0%の食塩水、食塩は100%の食塩水と考えることができます。)

No.83138 - 2022/08/11(Thu) 21:17:32

Re: / IT
現在の小学算数課程が分かりませんが、未知数をx,yなどとおいた方程式を使っていいのなら、「てんびん算」とかを意識する必要はないのでは?

この問題では、それ(方程式)も不要です。

No.83139 - 2022/08/11(Thu) 21:24:17
代数学の質問です / ゆう
Z[i] がユークリッド環であることを示して下さい
No.83128 - 2022/08/11(Thu) 05:57:38
写像 / Reona
空集合や写像の像や逆像について質問があります。

fが写像の時、
f(Φ)=Φ
は真ですか?

f^{-1}(Φ)=Φ
は真ですか?

偽ならば反例を教えて下さい。

No.83127 - 2022/08/10(Wed) 23:49:15

Re: 写像 / IT
前半について 集合・位相入門 (松坂和夫 )では、当然のこととして書いてあります。

証明すると
fを集合Aから集合Bへの写像とする。
Aの部分集合Cについて
f(C)≠Φならば、
 あるb∈Bがあってb∈f(C) なので a∈Cがあって f(a)=b
 よって C≠Φ

したがってC=Φならばf(C)=Φ

すなわち、f(Φ)=Φ。

後半も同様に真であることが証明出来ると思います。

No.83129 - 2022/08/11(Thu) 10:20:39

Re: 写像 / Reona
ご回答有難うございます。
ご紹介いただいた書籍を調べてみました。

すると写像の厳密(?)な定義は

A,Bを集合とすると直積集合A×Bの部分集合を対応と呼び,
U:={A×Y⊂A×B;a∈A⇒#{(x,y)∈A×Y;x=a}=1} (ただし#は集合の元の個数を表す)
なる対応の集合族の元をAからBへの写像と呼ぶのですね。
そして写像A×Y∈UにてAを始集合,Yを終集合と呼ぶ。

そして,f∈Uについて,X⊂A,Y⊂Bに対して,
f(X):={y∈B;(x,y)∈fなるx∈Xが存在する}
f^{-1}(Y):={x∈A;(x,y)∈fなるy∈Yが存在する}
を夫々,Xのfによる像,Yのfによる逆像と呼ぶのですね。

この定義を使えば
f(φ)=φ,
f^{-1}(φ)=φ
は明らかに言えますね。

どこか間違いがあればご指摘賜れば幸いです。

No.83180 - 2022/08/15(Mon) 02:52:50
三角関数について / つねさん
ある三角形の2辺がa=15, b=14であり、その2辺のなす角度がθであり、sinθ=4/5であるとする。このとき、角θの対辺cの長さはいくらになるか求めよ。

今高校2年生なのですが数学苦手です。
どなたかわかる人お願いします!

No.83123 - 2022/08/10(Wed) 22:15:08

Re: 三角関数について / IT
余弦定理c^2=a^2+b^2-2abcosθに各値を入れて計算します.

(cosθ)^2+(sinθ)^2=1 からcosθを求めます。

No.83124 - 2022/08/10(Wed) 22:48:19
素数の組 / 大西
p,qを異なる素数とするとき
(1)p^q-q^p=p-q
(2)p^q-q^p=p+q
を満たす(p,q)の組をすべて求めよ。

適当に値を代入して
(1)(p,q)=(3,2)
(2)(p,q)=(2,5)
だけだと思うのですが、mod2やmod3やmod4を使ってもなかなかうまく求めることができません。
教えてください。

No.83122 - 2022/08/10(Wed) 21:59:00

Re: 素数の組 / らすかる
(1)は少なくとも(p,q)=(3,2)だけではないですね。(p,q)=(2,3)も解です。

(1)
p,qに関して対称なのでp>qとします。
もしq≧3とすると
f(x)=logx/xはx>eで減少なので
logp/p<logq/q
qlogp<plogq
p^q<q^p
よってp^q-q^p<0,p-q>0となり不適
従ってq=2
p^2-2^p=p-2
p^2-2^pはp≧4のとき0以下なのでp=3
(p,q)=(3,2)は条件を満たす
p,qに関して対称なので(p,q)=(2,3)も解

(2)
p>qの場合
もしq≧3とすると(1)と同様にp^q-q^p<0となり不適なのでq=2
p^2-2^p=p+2の左辺が正になるためにはp=3でなければならないが、
このときp^q-q^p=p+qを満たさないので不適
従ってp<q
mod4で
p≡1,q≡1のときp^q≡q^p≡1なのでp^q-q^p≡0,p+q≡2となり不適
p≡1,q≡3のときp^q≡1,q^p≡3なのでp^q-q^p≡2,p+q≡0となり不適
p≡3,q≡1のときp^q≡3,q^p≡1なのでp^q-q^p≡2,p+q≡0となり不適
p≡3,q≡3のときp^q≡q^p≡3なのでp^q-q^p≡0,p+q≡2となり不適
よってpとqが両方とも奇素数とするといずれの場合も不適なのでp=2
代入して整理すると2^q=q^2+q+2
この式はq=3のとき成り立たずq=5のとき成り立ち、
q≧7のときは2^q>q^2+q+2なので不適
従って解は(p,q)=(2,5)のみ

No.83130 - 2022/08/11(Thu) 13:42:42

Re: 素数の組 / 大西
(1)は(p,q)=(2,3)も解でしたね。失礼しました。

f(x)=logx/xからp^qとq^pの大小関係をしらべてp,qの範囲を絞れるのですね。

ありがとうございました。

No.83131 - 2022/08/11(Thu) 13:58:31
あまり / 大西
二項係数C[n,k]=n!/(k!(n-k)!)で定義します。

C[70,35]を71で割ったときのあまりは、
(70×69×・・・×36)/(35×34×・・・×1)
≡((-1)×(-2)×・・・×(-35))/(35×34×・・・×1)(mod 71)
=-1(mod 71)
よりあまりは70

これは正しいのですが、

C[80,40]を81で割ったときのあまりは
(80×79×・・・×41)/(40×39×・・・×1)
≡((-1)×(-2)×・・・×(-40))/(40×39×・・・×1)(mod 81)
=1(mod 81)
よりあまりは1

これは正しくありません。
おそらく71は素数で、81は素数ではないからだと思うのですが、
C[80,40]を81で割ったときのあまりの求め方を教えてください。、

No.83112 - 2022/08/09(Tue) 23:28:17

Re: あまり / らすかる
とりあえず以下のようにすれば正しい答えが出るようですが、
理論的な裏付けはありませんし、他の場合でも正しい答えが
出るかどうかはわかりません。
80,79,78,…,41と40,39,38,…,1のうち81と互いに素であるものは
80,79,77,76,74,…,41と40,38,37,35,…,1の13項ずつ
これを上と同じように(-1),(-2)のようにすると奇数個なので結果は-1
残りの78,75,72,…,42と39,36,33,…,3をそれぞれ3で割ると
26,25,24,…,14と13,12,11,…,1
よって
C[80,40]≡-C[26,13]=-10400600≡-38≡43
となり余りは43

No.83115 - 2022/08/10(Wed) 11:59:33

Re: あまり / 大西
互いに素であるものだけを考えれば良さそうなのですね。

らすかるさんありがとうございます。

No.83116 - 2022/08/10(Wed) 16:15:50

Re: あまり / IT
少し一般化してみました。

奇素数pの累乗q=p^m について,n=(q-1)/2とする。2n=q-1である。
C[2n,n]をqで割ったときの余りを計算する。

C[2n,n]=(2n*(2n-1)*...*(n+1))/(1*2*...*(n-1)*n)

1,2,...,n-1,nのうち
 pの倍数を,1p,2p,...,kp. 積をa.
 pの倍数でないものを順にs[1],s[2],...,s[n-k]。 積をb. 
n+1,n+2,...,2n-1,2nのうち
 pの倍数を(k+1)p,(k+2)p,...,2kp。 積をc.
 pの倍数でないものはq-s[1],q-s[2],...,q-s[n-k]。 積をd
とする.

このときC[2n,n]=(cd)/(ab)=(d/b)(c/a)
 c/a=(k+1)(k+2),...,2k/(1*2*...*k)=C[2k,k]:整数
よって、C[2n,n]=(d/b)C[2k,k]
∴bC[2n,n]=dC[2k,k]

ここで d=(q-s[1])(q-s[2]),....,(q-s[n-k])≡((-1)^(n-k))b (mod q) なので

 bC[2n,n]≡((-1)^(n-k))bC[2k,k] (mod q)

bはqと互いに素なので
 C[2n,n]≡((-1)^(n-k))C[2k,k] (mod q)

No.83145 - 2022/08/12(Fri) 12:30:34
微分と解の存在範囲〜再〜 / ルイージ
質問は以下の通りです
No.83108 - 2022/08/09(Tue) 23:22:30

Re: 微分と解の存在範囲〜再〜 / ルイージ
画像1つ目
No.83109 - 2022/08/09(Tue) 23:24:44

Re: 微分と解の存在範囲〜再〜 / ルイージ
画像2つ目
No.83110 - 2022/08/09(Tue) 23:25:17

Re: 微分と解の存在範囲〜再〜 / ルイージ
画像3つ目
No.83111 - 2022/08/09(Tue) 23:25:53

Re: 微分と解の存在範囲〜再〜 / X
1つ目の質問)
f(x+1)とf(x)の大小関係による場合分けが
必要なため、
g(x)=f(x+1)-f(x)
の符号を考えるという過程を踏むためです。

只、(多分ルイージさんもお気づきだと思いますが)
この問題に限って言えば、
f(x+1)≧f(x)
なる不等式が厳密に
1/(e^2-1)≦x
と解け、芋づる式に
f(x+1)<f(x)
のとき
0≦x<1/(e^2-1)
も分かってしまいますので、模範解答のような
g(x)を考えて、中間値の定理を持ち出す意味は
全くありません。
(単にまどろっこしくなるだけです。)

2つ目の質問について)
問題文では
aの値の範囲をbを用いて表せ
とあるので、全てのbの値について
解答する必要があるからです。

No.83117 - 2022/08/10(Wed) 17:48:15

Re: 微分と解の存在範囲〜再〜 / ルイージ
自分なりに考えたのですがf(x)とf(x+1)との高さで大きい方にy=aを添える(範囲が決まる)感じであってますか?
No.83120 - 2022/08/10(Wed) 21:30:13

Re: 微分と解の存在範囲〜再〜 / ルイージ
補足 x=bと考えて
No.83121 - 2022/08/10(Wed) 21:31:07

Re: 微分と解の存在範囲〜再〜 / X
その方針で合っています。
No.83125 - 2022/08/10(Wed) 23:32:48

Re: 微分と解の存在範囲〜再〜 / ルイージ
Xさんありがとうございました
No.83126 - 2022/08/10(Wed) 23:43:26
円順列 / Zeno
白球4個、黒球2個、赤球1個がある。
(1)これらの7個を円形に並べる方法は何通りあるか。 答え15通り
(2)これらの7個を糸でつないで輪を作る方法は何通りあるか 答え9通り
全然解けません。よろしくお願いします

No.83100 - 2022/08/09(Tue) 11:41:00

Re: 円順列 / ヨッシー
(1) 赤1個を固定して、その横に白と黒を
 赤白白黒白白黒
のように並べて、右端と左端がくっつくように丸くすればいいので、
並べ方は
 6C2=15(通り)
(2)
(1) の15通りのうち
 赤白白黒白白黒 と 赤黒白白黒白白
は糸をつなぐと(裏返して)同じになります。
こういうペアが出来るものと
 赤白白黒黒白白
 赤白黒白白黒白
 赤黒白白白白黒
のように、裏返しても、ペアにならないものがあります。
ペアにならないのが、3通り。
残りの12通りはペアになり6通りとなるので、
 3+6=9(通り)

No.83101 - 2022/08/09(Tue) 11:49:37
3次元ベクトル / みんみん
何度やっても解けません…
お願いします!

No.83099 - 2022/08/09(Tue) 08:14:42

Re: 3次元ベクトル / 黄桃
このようなx,y,zがあるとして矛盾を示せばいい。
x,y,zの平均はいずれも0としてよい(証明略)。
その時、仮定から、x,y,zはいずれも0ベクトルではない。
このとき、x,yの相関係数は、x,yの内積を(x,y)とすれば、(x,y)/(|x||y|)と等しい(証明略)。

あとは、(-x/|x|+y/|y|+z/|z|,-x/|x|+y/|y|+z/|z|)を計算すれば、矛盾が出る。

#スポーツの技ではないので、同じことを何度やってもダメなものはダメです。

No.83119 - 2022/08/10(Wed) 19:07:09
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