大学入試問題ですが解法の糸口も見えません。 よろしくお願いします。
時刻t=0に(0,0)を出発し、xy平面上で次の条件(ア),(イ)にしたがって自由に運動する動点Aがある。 (ア) t=0におけるAの速度を表すベクトルの成分は(1,√3)である。 (イ) 0<t<1において、Aは何回か(1回以上の有限回)直角に左折するが、そのときを除けばAは一定の速さ2で直進する。(ただし、左折に要する時間は0とする。) このとき時刻t=1においてAが到達できる点をPとして、Pの存在しうる領域を図示せよ。
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No.33872 - 2015/10/30(Fri) 22:00:09
| ☆ Re: 領域 / IT | | | ・1回だけ左折する場合をいくつかと(t=0.1, 0.2, 0.5, 0.8, 0.9などで) ・2回左折する場合、3回左折する場合、4回左折する場合 を1つずつ図示してみると、少し見通しがつきます。
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No.33875 - 2015/10/30(Fri) 22:16:14 |
| ☆ Re: 領域 / IT | | | (回転せず考える方法もあると思いますが) ・最初の進行方向がx軸となるように60度回転して考えると、考えやすいと思います。 回転後の座標系において
x方向y方向毎の移動について方向を無視した距離の和を考えると 0<x方向の移動距離の和<2 0<y方向の移動距離の和<2 x方向の移動距離の和+y方向の移動距離の和=2 ですから正方形|x|+|y|≦2の外側へは、出ることができません。
また、4つの頂点(±2,0)、(0,±2)には到達できません。 第一象限以外では境界線|x|+|y|=2にも到達できません。
正方形の内部|x|+|y|<2とx+y=2(ただし0<x<2,0<y<2)の任意の点に到達できます。
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No.33883 - 2015/10/30(Fri) 23:46:01 |
| ☆ Re: 領域 / IT | | | 点P(x,y),|x|+|y|<2に到達するのに余分な移動距離 d=2-(|x|+|y|)分を原点(0,0)の周りを回って向きを整えてから目的の点Pに向かうことを考えるといいと思います。 ・Pが第1象限のとき d/4ずつ+x方向,+y方向,-x方向,-y方向に進んで原点(0,0)に戻り、 左折して+x方向に|x|進み,左折して+y方向に|y|進みP(x,y)に到達。
・Pが第4象限のとき 第1象限のときと同様に原点に戻り, そのまま-y方向に|y|進み,左折して+x方向へ|x|進みP(x,y)に到達。
・Pが第2象限のとき +x方向にd/8,+y方向にd/8, -x方向に2d/8,-y方向に2d/8 +x方向にd/8,+y方向にd/8進んで原点(0,0)に戻り, そのまま+y方向に|y|進み,左折して-x方向に|x|進みP(x,y)に到達。
・Pが第3象限のとき Pが第2象限のときと同様に原点(0,0)に戻り, 左折して-x方向に|x|進み,左折して-y方向に|y|進みP(x,y)に到達。
・点P(x,y),|x|+|y|=2,(0<x<2,0<y<2)には 原点(0,0)から+x方向にx進み,左折して+y方向にy進めば到達。
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No.33896 - 2015/10/31(Sat) 08:45:03 |
| ☆ Re: 領域 / IT | | | 東大1976年文理共通の問題のようですね 下記に模範解答があります。 http://ameblo.jp/miraclemaster/entry-10399618034.html
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No.33900 - 2015/10/31(Sat) 12:51:20 |
| ☆ Re: 領域 / hiroshi | | | IT 様
たいへん詳しい解説をありがとうございます。
まだ理解度65%ぐらいなのですが、なんとかイメージはできました。60度右回転した座標系でx軸、y軸上に頂点を持った一辺2√2の正方形内部とその第1象限部分の辺上(頂点を除く)の領域ということですか? 解答はどういう風に作成したらいいのでしょうか?
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No.33901 - 2015/10/31(Sat) 13:00:49 |
| ☆ Re: 領域 / IT | | | > まだ理解度65%ぐらいなのですが、なんとかイメージはできました。60度右回転した座標系でx軸、y軸上に頂点を持った一辺2√2の正方形内部とその第1象限部分の辺上(頂点を除く)の領域ということですか? そうですね。
>解答はどういう風に作成したらいいのでしょうか?
元のx,y座標系と紛れないように (1,√3)方向の座標をa,それと垂直な(-√3,1)方向の座標をbとして、記述した方がよさそうですね。
まずは、a,b座標系と正方形などを図示して、上記の説明を加えるのでしょうか。
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No.33902 - 2015/10/31(Sat) 14:28:41 |
| ☆ Re: 領域 / hiroshi | | | IT 様
模範解答のリンクをありがとうございます。 東大の入試問題だったのですね。 リンクの解答よりも60度回転して考えるほうがわかりやすいです。 答案作成のアドバイスもありがとうございます。 a,bの座標系で第1象限〜第4象限について場合分けをして、最後に60度回転を戻して領域を示してみます。
今回もたいへん詳しいご解説をどうもありがとうございました。
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No.33903 - 2015/10/31(Sat) 15:08:38 |
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