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(No Subject) / まどか☆マギカ
高3です。

関数f(x)が連続な導関数f'(x)をもち、さらにf(0)=0,f'(0)=aとする。
また、曲線y=f(x)上の点で点P(t,0)にもっとも近い点を
Q(s,f(s))とする。

このとき極限値
lim(t→0) s/t をaを用いて表せ。

という問題がわかりません。
だれかわかる方ご教授して頂けるとありがたいです。

No.32487 - 2015/08/06(Thu) 23:54:47

Re: / X
g(x)=(x-t)^2+{f(x)}^2
とすると、条件から
g'(s)=2(s-t)+2f(s)f'(s)=0
∴t=s+f(s)f'(s)
ここで条件からf(x)が連続であることと
f(0)=0
により
t→0のときs→0
に注意すると
lim[t→0]s/t=lim[s→0]s/{s+f(s)f'(s)}
後は微分係数の定義式が使えるように
あれこれ変形します。

No.32497 - 2015/08/07(Fri) 19:30:52
高3です / tiao

tは0≦t≦1の範囲を動く実数の変数とする.xyz平面において4点O,A,B,CをO(0,0,0),A(t,1-t^2,0),B(t,1-t^2,1-t^2),C(0,0,1-t^2)と定め,長方形OABCの周および内部をRとする.ただし,t=1のときRは線分OAを表すとする.Rが動いて作る立体をVとするとき,Vの体積を求めよ.

よろしくお願いします

No.32481 - 2015/08/06(Thu) 21:08:14

Re: 高3です / dove
z軸に垂直になるように切って積分。z=1-t^2に注意
答えは2/5

No.32493 - 2015/08/07(Fri) 15:39:56
(No Subject) / HIRO
先ほど質問したのですが、よくわかりませんでした。

S={ax+by | x yは自然数}

について、Sはある整数n以上のすべての整数を含むことを示し、そのようなnの最小値を求めよ

この問の解説の前半部分の論述の意味が取れません、
どのような方針でこの解説は作られたのでしょうか
唐突にn>=ab+1を利用しています。。

http://www2.rocketbbs.com/11/files/yosshy@32458.jpg

No.32478 - 2015/08/06(Thu) 20:34:28

Re: / IT
a,bの条件はなんですか?

>唐突にn>=ab+1を利用しています。。
abがSに含まれないことは容易に分かるからでは?

No.32479 - 2015/08/06(Thu) 20:46:21

Re: / IT
前のスレに続けて質問されるほうが良いのでは?
No.32480 - 2015/08/06(Thu) 20:47:32

Re: / HIRO
いろいろ申し訳ございません。
a bは互いに素な自然数です

No.32482 - 2015/08/06(Thu) 21:30:08
(No Subject) / まどかマギカ☆
高3です。

f(x) = ・ae^(-x) (|x|<1のとき)
・x^2+bx+c (|x|≧1のとき)

と定める。ただしa,b,cは定数である。


(1) f(x)が定数になるようにbとcをaで表せ。

(2) a,b,cをどのようにとっても、f(x)が微分可能でないことを示せ。

特に(2)がわかりません。どなたかご教授していただけるとありがたいです。

No.32473 - 2015/08/06(Thu) 18:34:45

Re: / IT
(1)の答えは何ですか?
f(x)が定数になることがあるのですか?
・ae^(-x) の 先頭の・は何ですか?

No.32474 - 2015/08/06(Thu) 19:10:56

Re: / dove
f(x)が定数に出来るなら微分可能ではないでしょうか
No.32475 - 2015/08/06(Thu) 19:41:30

Re: / まどか☆マギカ
問題を間違えてました。

「f(x)が連続になるように」です。申し訳ありません。

(1) の答えは僕の出した答えが間違っていなければ
b=a(1/e-e)/2
c={a(e-1/e)/2}-1
だと思います。

No.32476 - 2015/08/06(Thu) 19:47:19

Re: / IT
c={a(e+1/e)/2}-1 では?

ae^(-x) と x^2+bx+c を微分すると x=-1,1でどうなりますか?

No.32477 - 2015/08/06(Thu) 20:03:28

Re: / まどか☆マギカ
解決しました!ありがとうございます。
No.32486 - 2015/08/06(Thu) 23:51:52
(No Subject) / 軟骨
高3です。

数列
1/1,1/2,2/2,1/3,2/3,3/3,1/4,2/4,3/4,4/4,…
に対し、初項から第n項までのうちで、値が1/3に等しい項の個数を
Anと定める。

そのときlim(n→∞) An/√n を求めよ。

という問題です。誰かわかる方ご教授ください(>人<;)

No.32466 - 2015/08/06(Thu) 16:09:12

Re: / ヨッシー
1/3 に等しい項で、k 番目に現れる項は、k/3k であり、
これは、3k(3k-1)/2+k=(9k^2−k)/2 より
 第k(9k-1)/2項
となります。
つまり、
n=1〜3 のとき An=0
n=4〜16 のとき An=1
n=17〜38 のとき An=2
n=39〜69 のとき An=3
 ・・・
An が m-1 から m になる瞬間のnは、(9m^2-m)/2
An が m から m+1 になる直前のnは、(m+1)(9m+8)/2−1=(9m^2+17m+6)/2
前者の場合
 An/√n=m/√{(9m^2-m)/2}=1/√{(9-1/m)/2}→√2/3
後者の場合
 An/√n=m/√{(9m^2+17+6)/2}=1/√{(9+17/m+6/m^2)/2}→√2/3
よって、いずれの場合も √2/3 に収束します。

No.32469 - 2015/08/06(Thu) 16:46:52

Re: / 軟骨
わかりやすいです!!ありがとうございました!!
No.32471 - 2015/08/06(Thu) 18:28:06
(No Subject) / 竹中(高二)
包絡線の求めかたの原理について、高校生のレベルで説明してもらえますか?
No.32465 - 2015/08/06(Thu) 16:00:58

Re: / ヨッシー

図のように、多くの直線がある数式によって表されているとします。
大抵は、xとyとさらにもう一つの変数(例えばa)によって、
いろんな線が定義されています。

これらの線群をあるx座標xで切ると、aの値によって、yは
いろんな値を取ります。
それらの中でy座標(yの値)が最大(向きによっては最小)のものを
求めます。

すると、xとy[最大値] の関係式が出来ます。

これが、包絡線の方程式となります。

No.32468 - 2015/08/06(Thu) 16:45:38

Re: / 竹中(高二)
ありがとうございました。

それに関連して、もとの式と、それを媒介変数で微分した式、から媒介変数を消すようにして連立させると、包絡線の式ができる、というのはどういうことですか?

No.32470 - 2015/08/06(Thu) 18:20:57

Re: / ヨッシー
何か実例とか例題はありますか?
No.32472 - 2015/08/06(Thu) 18:28:06

Re: / 竹中(高二)
これです。(動く辺のうち左側)
No.32484 - 2015/08/06(Thu) 22:10:07

Re: / ヨッシー
解いてみるとこんな感じになります。
aで微分はしていますが、連立して消去はどこでしょう?
a=2(b+1)/3 を y=(b+1)a^2−a^3 に代入するところでしょうかね?

P(a,a^2) (0≦a≦1) とし、x軸上の点Q(a−1, 0) と Pを結んだ直線
 y=a^2x−a^3+a^2 (0≦a≦1)
を考えます。x座標b(-1≦b≦1) においてこの線群を切ると、
 y=a^2b−a^3+a^2
 y=(b+1)a^2−a^3
b を定数として、(0≦a≦1) における最大値を求めます
 dy/da=2(b+1)a−3a^2
よって、a=0, a=2(b+1)/3 で dy/da=0 となり、
-1≦b より、b=-1 のときは極値なし
-1<b<1/2 のとき a=0 で極小かつ最小、a=2(b+1)/3 で極大かつ最大
1/2≦b≦1 のとき a=0 で極小かつ最小、a=1 で最大 となります。
-1<b<1/2 のときのyの最大値は
 y=(4/9)(b+1)^3−(8/27)(b+1)^3=(4/27)(b+1)^3
よって、-1≦x≦1/2 の部分の包絡線は
 y=(4/27)(x+1)^3
となります。また、1/2≦x≦1 では、y=x が求める範囲の外周となります。

No.32489 - 2015/08/07(Fri) 09:01:59
お願いします / hiro
S={ax+by | x yは自然数}

について、Sはある整数n以上のすべての整数を含むことを示し、そのようなnの最小値を求めよ

この問の解説の前半部分の論述の意味が取れません、
どのような方針でこの解説は作られたのでしょうか

No.32458 - 2015/08/06(Thu) 10:49:11

Re: お願いします / HIRO
誰かよければご教授お願いします
No.32462 - 2015/08/06(Thu) 13:36:49

Re: お願いします / ヨッシー
とりあえず、こちら および、その解答をご覧下さい。

表現方法は違いますが、やっていることは同じです。

No.32464 - 2015/08/06(Thu) 14:47:53

Re: お願いします / HIRO
よくわかりませんでした。


なぜ、唐突にn>=ab+1を利用しているのでしょうか。
また、全体的に意味が分かりません

No.32483 - 2015/08/06(Thu) 21:30:58

Re: お願いします / IT
>この問の解説の前半部分の論述の意味が取れません
「前半部分」とは,どこからどこまでですか?

>どのような方針でこの解説は作られたのでしょうか
>また、全体的に意味が分かりません

「なぜ、このような解法を思いついたのか分からない」ということと
「書いてあることが、なぜそう言えるのか(正しいのか)分からない」ということとは、分けて考える必要があると思います。

「方針」やなぜ思いつくかをを気にする前に、まずは「論述」のどこは分かって、どこが分からないのかを明確にして,分からないところを質問されると有効な回答が得られやすいと思います。

>なぜ、唐突にn>=ab+1を利用しているのでしょうか。
abがSに含まれないことは、比較的容易に分かるからだと思います。

No.32485 - 2015/08/06(Thu) 23:03:58

Re: お願いします / IT
(2)の証明を少し手順を変えて書いてみます。

n=c[1]+1b=c[2]+2b=c[3]+3b=...=c[a]+ab …(1)
とするとc[1],c[2],c[3],...,c[a]は1以上の整数。

c[1],c[2],c[3],...,c[a]の中にaの倍数があることを示せばよい。

(背理法による)
c[1],c[2],c[3],...,c[a]の中にaの倍数が一つもないと仮定する。

c[1],c[2],c[3],...,c[a]をaで割った余りをr[1],r[2],r[3],...,r[a]とすると
これらの中には互いに等しいものがある(鳩ノ巣原理)ので
r[i]=r[j]=r,(1≦i<j≦a)とする
すなわちc[i]=ak+r,c[j]=am+r,(k,mは整数)とおける
(1)より ak+r+ib=am+r+jb
移項して整理 a(k-m)=b(j-i)
a,bは互いに素なので、j-iはaの倍数
ところが1≦j-i≦a-1なので矛盾。

よってc[1],c[2],c[3],...,c[a]の中にはaの倍数がある。


# どのステップが分からないかを明記(引用)して質問してください。
# n=1a+c[1]=2a+c[2]=3a+c[3]=...=ba+c[b] …(1)' としても同様です。

No.32499 - 2015/08/08(Sat) 12:39:02
お願いします。 / ヒトヒト
f(x)=(sinx)/x 0<x とする。f'(x)=0 かつ 0<x<10π を満たすxの個数を求めよ。
No.32457 - 2015/08/06(Thu) 10:40:00

Re: お願いします。 / ヨッシー
 f(x)=(sinx)/x
微分して
 f'(x)=(xcosx−sinx)/x^2
x>0 であるので、f'(x)=0 は xcosx−sinx=0 と同値です。
 g(x)=xcosx−sinx
と置きます。微分して
 g'(x)=−xsinx
であるので、g(x) の増減表は以下のようになります。(一部省略)

よって、f'(x)=0 となるxは9個あります。

No.32461 - 2015/08/06(Thu) 11:56:22

Re: お願いします。 / ヒトヒト
 ありがとうございます!
ちょっと考えてみます。

No.32467 - 2015/08/06(Thu) 16:17:17

Re: お願いします。 / ヒトヒト
高校3年生
この続きなんですが、
(2)
 f(x)の極大値を与えるxを小さいものからx1、x2、x3・・・とするとき、
  2nπ<x(n)<2nπ かつ x(n)<x(n+1)-2π
 が成り立つことを示せ。

No.32494 - 2015/08/07(Fri) 18:20:25
(No Subject) / hiro
この問題の解説がさっぱりわかりません

なぜ、与式=eとおき、さらにeN!を計算しているのでしょうか

No.32455 - 2015/08/06(Thu) 10:13:24

Re: / hiro
解説です
No.32456 - 2015/08/06(Thu) 10:13:53

Re: / ヨッシー
eと置くのは別にaでもbでも良いのですが、たまたまeと置いたと思ってさしつかえありません。
実際は、この和はe(ネイピア数=自然対数の底)になるのですが、ここでは関係ありません。

例えば、e=□/4 のような有理数になったとします。
ところが、
 1+1/1!+1/2!+1/3!+1/4!
この辺までは良いとして、その先
 1/5!+1/6!+1/7!+・・・・
と無限まで続くのに、これらが通分して分母4になるとは
到底思えませんよね?
これは4よりもっと大きい数が分母になっても同じことです。
そこで、e=m/Nとおいた時の分母Nについて、
 1+1/1!+1/2!+1/3!+1/4!+・・・1/N!
これは N! を掛ければ、全項整数になる。
 1/(N+1)!+1/(N+2)!+・・・
これは、N! を掛けても各項は整数にならない、しかも
無限までの和をとっても、整数にならないのではないか?
一方、eにN! を掛けると整数になりますので、結果
 (整数)=(整数)+(整数ではない数)
ということになり、矛盾に持っていけるのではないか?
という着想ではないかと想像します。

No.32459 - 2015/08/06(Thu) 10:55:10
(No Subject) / hiro
1+1/2+1/3•••••••••••••••••••+1/n
は整数でないことを証明せよ
との問題なのですが、この問題の解説の冒頭、このnに対して〜の部分が理解不能です。ご回答お願いします。

No.32453 - 2015/08/06(Thu) 10:07:16

Re: / hiro
ごめんなさい
このnに対して〜
の次から全くわかりません、、
ご回答お願いします

No.32454 - 2015/08/06(Thu) 10:09:10

Re: / ヨッシー
発想は
 S=1+1/2+1/3+・・・+1/n
の両辺にある整数を掛けて(当然Sが整数なら、ある整数を掛けても整数になります)も
右辺が整数にならないことを示そうというものです。
例えば、n! を掛けると右辺の各項すべて整数になるので、
そういうのはダメで、もっと、ギリギリの数を見つけます。

n以下の 2^x の形の整数でxが最大のものを1つ見つけます。

例えば、n=10 だと 2^x のxは3です。
そこで、n以下のすべての奇数の積および、2^(x-1) を
 S=1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+1/9+1/10
に書けます。
すると、右辺は、1/8 以外の項は全部整数になり、1/8 だけが
奇数/2 の形になり、整数にならずに残ります。
一方、左辺は整数なので、矛盾となります。

分母に2が最も多く掛けられている数を見つけ、2だけ分母に残るような
数をかけるところがポイントです。

No.32460 - 2015/08/06(Thu) 11:22:45
(No Subject) / アマル
高3です。数?Vの質問です。

ABを弦とする弓形がある。弦ABの長さはa、弧AB上の点Cに対して
∠ACB=5/6πである。点Cから線分ABに下ろした垂線の足をHとする。

(1)∠CAB=θとするとき、弦ACの長さをaとθで表せ。

(2) 三角形ACHの面積をS(θ)とするとき、S(θ)をaとθで表せ。

(3) S(θ)を最大にするθの値を求めよ。

No.32451 - 2015/08/06(Thu) 09:49:38

Re: / アマル
だれかおねがいします。。
No.32452 - 2015/08/06(Thu) 09:54:20

Re: / dove
(1)円周角中心角の関係からABOは正三角形なので角OAC=60+θ。よって2acos(60+θ)
(2)直角三角形で尚且つ一辺の長さが出ているので出せる。
{2acos(60+θ)cosθ×2acos(60+θ)×sinθ}÷2
(3)加法定理たくさん使えばおそらくきれいになって出る(面倒臭い)

No.32463 - 2015/08/06(Thu) 13:39:23
(No Subject) / なかとー

高3です。

数列{An}を
{An}=1,1/2,2/2,1/3,2/3,3/3,1/4,2/4,3/4…
と定める。

このとき
lim(n→∞) An/√n の値を求めよ。

誰かお願いします(T_T)

No.32448 - 2015/08/05(Wed) 23:17:11

Re: / らすかる
0<A[n]≦1だからはさみうちにより
0=lim[n→∞]0/√n≦lim[n→∞]A[n]/√n≦lim[n→∞]1/√n=0
∴lim[n→∞]A[n]/√n=0

No.32449 - 2015/08/05(Wed) 23:31:49

Re: / びっぺん

申し訳ありません、問題をまちがっていました(T_T)

{An}の第n項までの話をSnとしたときの、
lim (n→∞) Sn/√n です!!

もし、誰かよければ(T_T)

No.32450 - 2015/08/05(Wed) 23:46:54
(No Subject) / びっぺん

高3です!わからないのでおねがいします!

x,yを異なる正の実数とする。数列{An}を
A1=0,A2=1,
A(n+2)=(x+y)A(n+1) - xyAn (n=1,2,3…)
によって定める。

(1) lim(n→∞) An を求めよ。

(2) Σ(n=1〜∞) Anが収束するような座標平面上の点(x,y)を図示せよ。

No.32447 - 2015/08/05(Wed) 23:13:01
お願いします。 / 麻生川
高3です。

n個(n≧2)のサイコロを投げ、出た目の最大値をM、最小値をmとするとき、
Mがmの倍数である確率を求めよ。

わからないので誰かお願いします。

No.32439 - 2015/08/05(Wed) 20:05:36

Re: お願いします。 / IT
6^nとおりのうちMがmの倍数であるのは

m=1の場合 6^n-5^n とおり
m=M≠1の場合 5とおり
(m,M)=(2,4)の場合 3^n-2^n-2^n+1とおり
(m,M)=(2,6)の場合 5^n-4^n-4^n+3^nとおり
(m,M)=(3,6)の場合 4^n-3^n-3^n+2^nとおり
これらを合計して、6^nで割る。

No.32443 - 2015/08/05(Wed) 22:24:59

Re: お願いします。 / Rac
不適な組み合わせ
(m,M)=
(2,3)(3,4)(4,5)(5,6)
(3,4)(4,6)
(2,5)
確率は上から
(2/6)^n×4
(3/6)^n×2
(4/6)^n×1
これを1から引く

No.32444 - 2015/08/05(Wed) 22:39:16

Re: お願いします。 / らすかる
> Racさん
計算式が正しくないのではないでしょうか。
実際、n=2のとき
1-{(2/6)^n×4+(3/6)^n×2+(4/6)^n×1}=-7/18
のように負の値になってしまいます。

No.32445 - 2015/08/05(Wed) 22:47:39
質問です / 高幡
高3です。
m^(m+1) と (m+1)^m の差が1になるような自然数mを全て求めよ。

わからないです、おしえてください。

No.32438 - 2015/08/05(Wed) 20:02:31

Re: 質問です / IT
まず具体的に調べてみます。
f(m)=(m+1)^m-m^(m+1)でm=1,2,3,4のときを調べると
f(1)=2^1-1^2=2-1=1
f(2)=3^2-2^3=9-8=1
f(3)=4^3-3^4=64-81=-17
f(4)=5^4-4^5=625-1024=-399

(m+1)^mとm^(m+1)の増加の割り合い(mが1増えたときに何倍になるか)を比較すると

[{(m+2)^(m+1)}/{(m+1)^m}]/[{(m+1)^(m+2)}/{m^(m+1)}]
={(m^2+2m)/(m^2+2m+1)}^(m+1)<1
なのでm^(m+1)の増加の割り合いの方が大きい
したがって、mが3以上では条件をみたすことはない。

No.32440 - 2015/08/05(Wed) 21:40:22

Re: 質問です / 高幡
わかりました!!ありがとうございます!!
No.32441 - 2015/08/05(Wed) 21:46:25
(No Subject) / Rac
高校三年生です
恐らく青で囲んだところが間違えているのですが理由がいまいち分かりません。よろしくお願いします。

No.32428 - 2015/08/05(Wed) 16:20:16

Re: / Rac
問題です
No.32429 - 2015/08/05(Wed) 16:22:02

Re: / Rac
僕の回答です
No.32430 - 2015/08/05(Wed) 16:22:49

Re: / Rac
解答です
No.32431 - 2015/08/05(Wed) 16:23:54

Re: / ヨッシー
あらゆるx,yについて u^2−4v^2≧0 になるということと、
(u,v) があらゆる点に存在できるということは別です。
現に u=0, v=1 のとき u^2−4v^2<0 でありますし、
また、これを満たす実数 x,y は存在しません。
これは、Xの2次方程式において、D≧0 を満たしていないためで、
実数Xが存在せず、ひいては(x,y) も存在しない事になります。

No.32432 - 2015/08/05(Wed) 17:01:39

Re: / Rac
要するに、x,yが実数であることとu^2−4v^2≧0となることが必要十分であるってことなんですか?なら、x,yが実数であるならばu^2−4v^2≧0となるのは自明として、その逆も保証しておかなくてはならないのですか?
No.32433 - 2015/08/05(Wed) 17:34:20

Re: / Rac
自明と言うのは良くなかったですね、僕の回答の中でやったように(x^2-y^2)^2(≧0)という手順を踏むやり方です
No.32434 - 2015/08/05(Wed) 17:42:30

Re: / ヨッシー
必要条件ですが、十分条件ではありません。
X=x^2 は負ではいけませんし、|x|<1 まで含めると
もっと制約がきつくなります。
ただ、その辺は、他の条件(軸の位置など)でカバーされて
最終的な答えとなります。

No.32435 - 2015/08/05(Wed) 18:22:26

Re: / Rac
Xについての実数条件でx,yがa+bi(a≠0∩b≠0)のような場合を除き、負の解を持たないようにする条件で純虚数の場合を除く。という二段階で実数の条件とし、2解が1未満という条件をつけて答えとしているんですね。やっている作業の意味を理解したらなぜ誤答となったのかが分かりました。かなり成長出来た気がします、素早い回答ありがとうございました!
No.32436 - 2015/08/05(Wed) 19:16:31

Re: / Rac
追記
u^2−4v^2≧0⇔x,yが実数または純虚数
なので青で囲んだところでやってた事はなんの意味も無いんですね笑

No.32437 - 2015/08/05(Wed) 19:20:55
(No Subject) / せん
|p|^(1/p)=|q|^(1/q)=|r|^(1/r)=k (p<q<r、k>0)
が成り立つ時の
(1)p、q、rが存在するようなkの範囲
(2)(1)の時pが取りうる値の範囲

わからないです、よろしくお願い申します。

No.32421 - 2015/08/04(Tue) 21:32:08

Re: / X
y=|x|^(1/x) (A)
y=k (B)
とします。

(1)
問題は曲線(A)と直線(B)との交点が3つとなるときの
kの値の範囲を求めることに帰着します。

(2)
問題は曲線(A)と直線(B)との交点が3つとなるとき、
x座標が最も小さい交点のx座標の取りうる範囲を
求めることに帰着します。

(1)(2)いずれについてもまず、(A)の増減表を
書くことで曲線(A)の概形を描き、そこに
直線(B)を書き入れることで考えていきます。

No.32422 - 2015/08/04(Tue) 22:22:00

Re: / IT
少し前に、曲線y=|x|^(1/x) の概形を描く問題が出ています。

http://www2.rocketbbs.com/11/bbs.cgi?id=yosshy&mode=res&resto=32399

No.32423 - 2015/08/04(Tue) 22:29:21
4次方程式の有理数解 / 木の葉
失礼します。
趣味で数学の問題を作成しているのですが、その過程で
4次方程式 2x^4+2x^2-5x+c=0 が
0<x<5/4の範囲に異なる2つの有理数解をもつような実数c(<25/8)を1つ求めなければいけなくなりました。

しかし、cに色々な値を代入して試しても、なかなかそのような上手いcが見つかりませんでした(一方の解が有理数になるようにしても、もう一方の解がなかなか有理数になりませんでした)。

そこで、条件を満たすcをなるべく効率的に見つける方法を伝授して頂きたく、ここに質問させて頂きます。
また、条件を満たすcをお見つけになった方は、その値を教えて頂けると有り難いです。

(なお、申し訳ないことに私はプログラミング等の技術は持ち合わせておりませんので、ご了承ください。)

No.32420 - 2015/08/04(Tue) 17:50:23

Re: 4次方程式の有理数解 / らすかる
「0<x<5/4の範囲に異なる2つの有理数解をもつような実数c」は
存在しないように思えますが、必ず存在するのですか?

No.32424 - 2015/08/05(Wed) 00:04:43

Re: 4次方程式の有理数解 / 木の葉
存在するかどうかも分からないところから考えていたのですが、存在しないんですか?

恐縮ですがその理由を教えて頂けると嬉しいです。

No.32425 - 2015/08/05(Wed) 07:17:39

Re: 4次方程式の有理数解 / らすかる
存在しないことの証明はできていませんが、
以下のように考えました。

実数係数の4次方程式 2x^4+2x^2-5x+c=0 が実数解を2つ持つならば
左辺は 2(x^2+px+q)(x^2+rx+s) の形に因数分解できます。
これを展開して係数を比較することにより、左辺は
2x^4+2x^2-5x+c
={2x^2+2tx+t^2+1+5/(2t)}{2x^2-2tx+t^2+1-5/(2t)}/2
という形になることがわかります。
{2x^2+2tx+t^2+1+5/(2t)}{2x^2-2tx+t^2+1-5/(2t)}/2
=2x^4+2x^2-5x+(4t^6+8t^4+4t^2-25)/(8t^2)
ですから、c=(4t^6+8t^4+4t^2-25)/(8t^2)です。
これはtの偶関数ですから、tは正に限定できます。
tを正にすると、
2x^2+2tx+t^2+1+5/(2t)=2(x+t/2)^2+t^2/2+1+5/(2t)=0は
実数解を持ちませんので、
2x^2-2tx+t^2+1-5/(2t)=0 が二つの実数解を持たなければなりません。
この方程式の解はx=(t±√(5/t-t^2-2))/2であり、
2解が0と5/4の間の有理数解であるという条件から
tが有理数かつ√(5/t-t^2-2)が有理数かつ
1.1147<t<1.3283となる必要があります。
t=p/q(p,qは互いに素な自然数)とおくと
√(5/t-t^2-2)
=√(5pq^3-p^4-2p^2q^2)/(pq)
なので、5pq^3-p^4-2p^2q^2が平方数でなければなりません。

この先がちょっと不審です。
↓こちらによると
http://www.wolframalpha.com/input/?i=solve+5ab%5E3-a%5E4-2a%5E2+b%5E2%3Dc%5E2+over+the+positive+integers
5pq^3-p^4-2p^2q^2=n^2の解は(p,q,n)=(4,5,38)しか出てきませんので、
解が他にないとするとt=4/5のみが2解が有理数になる値となりますが、
これは一つの有理数解が負ですので条件を満たしません。
しかしp,qを整数倍した(p,q,n)=(8,10,152),(12,15,342)などの解もあるはずで
これらが出てこない理由がわかりません。
そこでちょっとプログラムを作って5pq^3-p^4-2p^2q^2=n^2の解を探してみたのですが、
q<25000の範囲では条件を満たす解がありませんでしたので、
解が存在しないように思えました。
5pq^3-p^4-2p^2q^2=n^2(p,q,nは自然数でp,qは互いに素)の解が
(p,q,n)=(4,5,38)だけであることがきちんと示せれば、
元の問題の解が存在しないことが言えると思いますが、
どうすれば証明できるのでしょうね。

No.32427 - 2015/08/05(Wed) 10:17:09
(No Subject) / hiro
数学の質問です!(高校3年です!)
f(x)=x^2+ax+bで、任意の自然数nについて、f(x^n)がf(x)で割り切れるものをすべて求めよ。
との問題の別解なのですが、なぜn=2のみを考えているのでしょうか??

No.32410 - 2015/08/04(Tue) 14:41:14

Re: / hiro
画像の続きです
No.32411 - 2015/08/04(Tue) 14:42:08

Re: / ヨッシー
n=2 のときについての吟味は、(必要条件)と書かれている行までで、
その下の○×が付いている部分で、任意のnについて成り立つかが
吟味されています。

No.32412 - 2015/08/04(Tue) 14:50:24

Re: / HIRO
なぜ、n=2で考えたのに、かってに任意のnについて成り立つか考えているのですか? するとn=3やn=4で考えた場合とで結果が変わってしまうのではないでしょうか?
No.32415 - 2015/08/04(Tue) 14:59:43

Re: / ヨッシー
それは、「必要条件」と「任意のn」の意味を十分理解されていません。
n=2のときですら成り立たないようでは「任意のn」について成り立つとはいえません。
その意味では、(必要条件)の行に挙げられた(a,b) の5組の値は、答えの候補です。
答えは、この5組以外にはありません(これが「必要条件」です)し、この5組でも本当に答えかどうかわかりません。

もし、n=3 で考えた結果に、この5組以外の候補があったとしても
それは n=2 のときを満たさないのですから、「任意のn」について
成り立つとはいえません。
「任意の」とは「すべての」という意味です。念のため。

No.32416 - 2015/08/04(Tue) 15:22:35

Re: / HIRO
素早い返信ありがとうございます
やっと理解できました!

No.32418 - 2015/08/04(Tue) 16:00:59
(No Subject) / HIRO
数学の質問です!(高校3年です!)
f(x)=x^2+ax+bで、任意の自然数nについて、f(x^n)がf(x)で割り切れるものをすべて求めよ。
との問題なのですが、解答の意味が全く分かりません。
ご教授お願いします。

No.32409 - 2015/08/04(Tue) 14:31:26

Re: / ヨッシー
どの部分がわかりませんか?
たとえば、
 f(x^2)=f(x)Q(x)
と書けることがわからないとなると、この先、かなり大変です。

No.32413 - 2015/08/04(Tue) 14:55:14

Re: / HIRO
質問があいまいですみません。
「ところで、二次方程式f(x)=0には複素数の範囲で必ず2解あり〜」から意味がつかめません。。。

No.32414 - 2015/08/04(Tue) 14:58:32

Re: / ヨッシー
2次方程式には複素数まで考えると、必ず2つ解があります。
重解も、2つの解がたまたま重なっているだけと考えます。

にも関わらず、2次方程式 f(x)=0 の解として、
 x=α、x=α^2、x=α^4
という3つの解が見つかったのですから、
「α^4 はαまたはα^2 と必ず一致します」。
よって、α^4=α または α^4=α^2 であり、これを解いたのが
 α=−1,0,1,ω,ω^2
です。これら5個のうち、2つ(重解の場合は1つ)が
f(x)=0 の解となります。
ただし、x=ω が解なら x=ω^2 も解であり、
 x=1 と ω
のような組み合わせはありません。
(これが解答中の「実数係数であるから」の意味で、実数係数でなければ、
実数と虚数の解もありえます)

よって、考えられる組み合わせは、
 重解:(0,0)(1,1)(-1,-1)
 異なる2実解:(0,1)(0,-1)(1,-1)
 虚数解:(ω, ω^2)
の7通りです。そして、これらを解に持つ元の2次方程式は、それぞれ、
 x^2=0, (x−1)^2=0, (x+1)^2=0
 x(x-1)=0, x(x+1), x^2−1=0
 x^2+x+1=0
です。
これらについて、f(x^n) が f(x) で割れるかを吟味しているのが、
下の3行ほどで、その結果はさらに2行ほど上に(適)(不適)と書かれています。

No.32417 - 2015/08/04(Tue) 15:40:57

Re: / HIRO
またまた、素早い返信ありがとうございます!
理解できました。

No.32419 - 2015/08/04(Tue) 16:05:13
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