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「三次方程式と四次方程式の判別式」についてその3 / jt77877
らすかる様へ⇒⇒ご質問への解答ありがとうございました。

少し説明不足で申し訳ありません><

その2で「数学で勉強する行列」という技法」に出てくる
「行列」と言うのは線型代数学を習うときに使うものです。(連立方程式の解法でクラーメルの公式とか逆行列他が
登場しますが、あれは私が指す所の「行列」になります。


本題に入ります
「三次方程式や四次方程式の判別式がどんなものか知っていますし、多分自分で算出することも出来ますので」
らすかる様は『「三次方程式と四次方程式の判別式に
ついてその2』への私の質問への解答に「三次方程式や四次方程式の判別式がどんなものか知っていますし、
多分自分で算出することも出来ますので」と書いて
ありましたのである程度の知識は頭の中に入っている、
と解釈しました。

もし?らすかる様がいいのであればここの掲示板で
教えてもらいたいのですがいかがでしょうか?

もし?それが面倒くさいと言うのであればお勧めのサイトを
教えてくれませんでしょうか?
どうかよろしくお願い申し上げます。

No.26142 - 2014/05/23(Fri) 10:55:34

Re: 「三次方程式と四次方程式の判別式」についてその3 / らすかる
n次方程式 a[n]x^n+a[n-1]x^(n-1)+…+a[1]x+a[0]=0 の判別式は、
この方程式の解をα[k](k=1〜n]とおくとき、
D=a[n]^{2(n-1)}・Π[i≠j](α[i]-α[j])^2
と表されます。
一般には、この式から解と係数の関係を使ってα[k]を消去し、
a[0]〜a[n]で表した式が使われます。

「判別式」で検索すれば詳しいサイトはいくらでも出てきますので、
検索してみて下さい。
(Googleとかご存知ですよね?)

「多分自分で算出することも出来ます」というのは、
「四次方程式ぐらいになると手計算では非常に面倒でやってられないぐらいに
 なりますが、根気よく計算すれば何とか手計算でも出せるかと思います」
という意味です。
判別式は、次数があがると項数が爆発的に増えます。
「17次方程式の判別式」を検索すると出てきますが、
17次方程式の判別式の項数は21976689397項です。
ですから、四次方程式の判別式の手計算も大変だろうと想像がつくわけです。

No.26143 - 2014/05/23(Fri) 11:41:22
凸不等式の証明 / ハレゾラ
凸不等式の証明問題です。

問題
 f(x)はx>0で定義された関数で、f"(x)<0を満たすものとする。
x[1]>0,x[2]>0,p>0,q>0,p+q=1のとき,不等式
   f(px[1]+qx[2])≧pf(x[1])+qf(x[2])
が成り立つことを示せ。

という凸不等式の証明問題なんですが、模範解答やいろいろ証明を探した時も、x[1]とx[2]の2変数関数として不等式証明しているのですが、pの関数として証明することはできないのでしょうか?
以下簡略のためx[1]=a,x[2]=bとします

私は途中までですが、

f(pa+qb)-pf(a)+qf(b)にq=1-pを代入した式を
F(p)=f{(a-b)p+b}-{f(a)-f(b)}p-f(b)とおいてa,bを固定し
両辺をpで微分して
 F'(p)=f'{(a-b)p+b}(a-b)-{f(a)-f(b)}
もう一度pで微分して
 F"(p)=f"{(a-b)p+b}(a-b)^2<0
 (∵f"(x)<0かつ(a-b)^2≧0)
したがってf'(p)は単調に減少し、0<p<1より
 F'(p)>F'(1)=f'(a)(a-b)-{f(a)-f(b)}

ここまでしてどのようにf'(a)(a-b)-{f(a)-f(b)}を変形すればうまくいくかわかりませんでした。

もし可能であれば自分の方針で解き方を教えてください。
また不可能であれば理由も教えてください。

よろしくお願いします。

No.26120 - 2014/05/23(Fri) 00:30:20

Re: 凸不等式の証明 / みずき
> f(pa+qb)-pf(a)+qf(b)にq=1-pを代入した式を

これはf(pa+qb)-pf(a)-qf(b)の書き間違いですね。

> F(p)=f{(a-b)p+b}-{f(a)-f(b)}p-f(b)とおいてa,bを固定し
> 両辺をpで微分して
>  F'(p)=f'{(a-b)p+b}(a-b)-{f(a)-f(b)}
> もう一度pで微分して
>  F"(p)=f"{(a-b)p+b}(a-b)^2<0


a=bの場合もあるので、
F"(p)=f"{(a-b)p+b}(a-b)^2≦0
ですね。

>  (∵f"(x)<0かつ(a-b)^2≧0)
> したがってf'(p)は単調に減少し


ここまでは良いと思います。
a=bのときは、
F'(p)>F'(1)=0とF(0)=0とより、F(p)>0が言えます。

以下では、a≠bとします。
F'(1)=f'(a)(a-b)-{f(a)-f(b)}=M
⇔f'(a)=M/(a-b)+{f(a)-f(b)}/(a-b)
とおいて、M<0を示します。

まず、平均値の定理により、
{f(a)-f(b)}/(a-b)=f'(c)
を満たすc(aとbの間にある)が存在するから、
f'(a)=M/(a-b)+f'(c)
⇔f'(a)-f'(c)=M/(a-b)・・・A

ここで、a>bのときは、b<c<aで、
f(x)が上に凸だから、f'(c)>f'(a)
よって、Aにより、M<0

a<bのときは、a<c<bで、
f(x)が上に凸だから、f'(a)>f'(c)
よって、Aにより、M<0

従って、いずれにしても、M=F'(1)<0が示されました。

F'(p)は単調減少で、F'(1)<0なので、
F'(α)=0かつ0<α<1
を満たすp=αがただ一つ存在します。

ゆえに、F(p)の増減を調べると、
0<p<αにおいて、F'(p)>0で、F(p)は単調増加、
α<p<1において、F'(p)<0で、F(p)は単調減少。

これとF(0)=F(1)=0とより、任意のa,b>0に対して、
0<p<1において、F(p)>0が言えます。

No.26131 - 2014/05/23(Fri) 03:15:01

Re: 凸不等式の証明 / みずき
今気づきました。細かいことですが、ハレゾラさんが書かれた
> したがってf'(p)は単調に減少し

は、F'(p)の書き間違いですね。

No.26132 - 2014/05/23(Fri) 03:36:31

Re: 凸不等式の証明 / ハレゾラ
間違いのご指摘ありがとうございます。
f(x)とf'(x)をどうつなげるか考えてはいたのですが平均値の定理があったのですね。

> a=bのときは、
> F'(p)>F'(1)=0とF(0)=0とより、F(p)>0が言えます。


a=bのときは任意のpに対してF(p)=0が成り立つのではないでしょうか?

> 以下では、a≠bとします。
> F'(1)=f'(a)(a-b)-{f(a)-f(b)}=M
> ⇔f'(a)=M/(a-b)+{f(a)-f(b)}/(a-b)
> とおいて、M<0を示します。


ここで、F'(1)<0を示したとして、F'(0)>0を示さなくても
F'(α)=0かつ0<α<1を満たすp=αがただ一つ存在するといえますか?

また、F'(1)>0としてF'(x)>0からF(x)が単調増加する。という方針ではなく、F'(1)<0を示そうとしたのはなぜですか?
F(0)=F(1)=0であるからF(x)は単調増加あるいは減少しないのでは?と考えられたからでしょうか?

> ゆえに、F(p)の増減を調べると、
> 0<p<αにおいて、F'(p)>0で、F(p)は単調増加、
> α<p<1において、F'(p)<0で、F(p)は単調減少。
>
> これとF(0)=F(1)=0とより、任意のa,b>0に対して、
> 0<p<1において、F(p)>0が言えます。


示すべき不等式に等号が入ってますがF(P)=0となることは言えなくてもいいのですか?

最後に
解答途中でf"(x)<0の時,f(x)は上に凸であるということを利用されてますが、いいのですか?

わたしが最初にこの問題を解いたとき
上に凸のグラフを書いて、A(a,f(a)),B(b,f(b))として線分ABをq:pに内分する点Xのy座標が,f(x)に点Xのx座標を代入した値より小さい
として証明したのですが、私が教わった先生は「この問題は"f(x)<0ならばf(x)は凸関数である"ことを示す問題だからその解答はダメだ」とおっしゃっていたのですが・・・

たくさん質問してしまってすいません。よろしくお願いします。

No.26159 - 2014/05/23(Fri) 22:58:18

Re: 凸不等式の証明 / みずき
> a=bのときは任意のpに対してF(p)=0が成り立つのではないでしょうか?

あ、そうですね。間違えました。

> ここで、F'(1)<0を示したとして、F'(0)>0を示さなくても
> F'(α)=0かつ0<α<1を満たすp=αがただ一つ存在するといえますか?


あ、そうですね。忘れてました。
F'(0)>0が必要でしたね。
F'(1)<0と同様に示せると思います。

> また、F'(1)>0としてF'(x)>0からF(x)が単調増加する。という方針ではなく、F'(1)<0を示そうとしたのはなぜですか?
> F(0)=F(1)=0であるからF(x)は単調増加あるいは減少しないのでは?と考えられたからでしょうか?


もちろんF(0)=F(1)=0を考えてのことです。

> 示すべき不等式に等号が入ってますがF(P)=0となることは言えなくてもいいのですか?

F(p)>0⇒F(p)≧0は、真ですね。だから、問題ありません。

> 解答途中でf"(x)<0の時,f(x)は上に凸であるということを利用されてますが、いいのですか?
> わたしが最初にこの問題を解いたとき
> 上に凸のグラフを書いて、A(a,f(a)),B(b,f(b))として線分ABをq:pに内分する点Xのy座標が,f(x)に点Xのx座標を代入した値より小さい
> として証明したのですが、私が教わった先生は「この問題は"f(x)<0ならばf(x)は凸関数である"ことを示す問題だからその解答はダメだ」とおっしゃっていたのですが・・・


確かに本問の不等式を示す場合は、私の解法は不自然
というのが正直なところですね。
ただ、私の解答を正当化することはできます。

まず、
「ある区間で定義された連続関数f(x)が。その区間内でx1<x2<x3
を満たす任意のx1,x2,x3に対して
{f(x2)-f(x1)}/(x2-x1)>{f(x3)-f(x2)}/(x3-x2)
を満たすとき、f(x)は上に凸である」

と言うとき、

「開区間(a,b)において2回微分可能な関数f(x)が、この区間において、
f''(x)<0ならば、f(x)は上に凸」

というのは、次のように示せます。

(証明)
f(x)は、閉区間[x1,x2]において連続、開区間(x1,x2)において
微分可能なので平均値の定理の要件を満たす。
平均値の定理により、
{f(x2)-f(x1)}/(x2-x1)=f'(c1),x1<c1<x2を満たすc1が存在する。

一方、f(x)は、閉区間[x2,x3]において連続、開区間(x2,x3)において
微分可能なので平均値の定理の要件を満たす。
平均値の定理により、
{f(x3)-f(x2)}/(x3-x2)=f'(c1),x2<c1<x3を満たすc1が存在する。

f''(x)<0ならば、f'(x)は減少関数なので、c1<c2より、
f'(c1)>f'(c2)です。
∴{f(x2)-f(x1)}/(x2-x1)>{f(x3)-f(x2)}/(x3-x2)
よって、f(x)は上に凸です。
(証明修了)

私自身は、これを前提として解きました。
これを私の解答の冒頭に添えれば、一応問題はないです。

さて、本問の不等式を示すのには、
普通、ハレゾラさんがすでに述べたように、x1(x2)を
変数としてとらえるのが自然ですから、
pを変数として見る、というのは難しいな、と思っていました。

そこで、(あえて前面に出しませんでしたが)
f(x)が上に凸であることは、別経由で正当化できるから、
利用してしまおう、と思ったわけです。
(ハレゾラさんの質問の意図が別証明を求めている、
ということらしく、
可能か否かということに質問の重点がおかれていると思われたので)

ですから、ハレゾラさんの先生がおっしゃることは
至極当然で、私の解答は、正当化できるとしても、
不自然なものだ、とは思います。
(証明が正当化できるなら、何をしても良い、という
立場なら、私の証明は、立派な証明ですけどね。
そういう意味で、pを変数としてみる証明は、
私にはf(x)が上に凸、という事実を使わないといけないように思われ、
可能とはいえ、不自然にならざるを得ません。
もちろん、私には思いつかなかった、ということです。)
(できるの?できないの?どっちなの?と言われれば、
苦肉の策であれ可能なら(裏事情うんぬんは脇において)
可能と答えますよね?そういうことです。)

No.26162 - 2014/05/24(Sat) 01:04:44

Re: 凸不等式の証明 / ハレゾラ
回答ありがとうございます。

> F'(0)>0が必要でしたね。
> F'(1)<0と同様に示せると思います。


実際に示そうとすると
F'(0)=f'(b)(a-b)-{f'(a)-f'(b)}となり、F'(1)=M<0を示した時のF'(1)の式のf'(a)をf'(b)に入れ替えるだけなので同じようにF'(0)<0になりそうなのですが、どうでしょうか?

また、考えてみたのですが、M<0を示すのに上に凸だからとせずに、f"(x)<0だからf'(x)は単調に減少すると変えたら議論がうまくいくのではないでしょうか?

前提にされた証明は、f"(x)<0のとき、曲線の弦の傾きが常にx座標が小さいものの方が大きく、曲線は上に凸だ、と証明しているのですね。

すいません、わざわざ考えていただいて。はじめは可能かどうか教えていただいてから細かく聞くつもりでした。

No.26227 - 2014/05/25(Sun) 00:58:17

Re: 凸不等式の証明 / みずき
> > F'(0)>0が必要でしたね。
> > F'(1)<0と同様に示せると思います。
>
> 実際に示そうとすると
> F'(0)=f'(b)(a-b)-{f'(a)-f'(b)}となり、F'(1)=M<0を示した時のF'(1)の式のf'(a)をf'(b)に入れ替えるだけなので同じようにF'(0)<0になりそうなのですが、どうでしょうか?


F'(0)=f'(b)(a-b)-f(a)+f(b)の間違いですよね。
それに、入れ替えただけではありません。

F'(0)=Nとおくと
a≠bのとき、f'(b)={f(a)-f(b)}/(a-b)+N/(a-b)
平均値の定理により、
{f(a)-f(b)}/(a-b)=f'(c)なるcがaとbの間に存在する。

a<c<bのときは、f'(b)-f'(c)=N/(a-b)<0だからN>0
b<c<aのときは、f'(b)-f'(c)=N/(a-b)>0だからN>0
なので、aとbの大小に関わらずN=F'(0)>0が言えますね。

> また、考えてみたのですが、M<0を示すのに上に凸だからとせずに、f"(x)<0だからf'(x)は単調に減少すると変えたら議論がうまくいくのではないでしょうか?

あ、おっしゃる通りですね!
そうなると上に凸、ということを使わずに示せますね。
お見事でした。これで別証明が得られましたね。
(f'(x)の狭義単調減少性と平均値の定理の利用ということですね)
共同作業でしたね^^私は変に思い込んでいました。

> 前提にされた証明は、f"(x)<0のとき、曲線の弦の傾きが常にx座標が小さいものの方が大きく、曲線は上に凸だ、と証明しているのですね。

そうですね。

No.26229 - 2014/05/25(Sun) 01:39:15

Re: 凸不等式の証明 / ハレゾラ
> F'(0)=f'(b)(a-b)-f(a)+f(b)の間違いですよね。

すいません、書き間違い多いですね。

> a<c<bのときは、f'(b)-f'(c)=N/(a-b)<0だからN>0
> b<c<aのときは、f'(b)-f'(c)=N/(a-b)>0だからN>0
> なので、aとbの大小に関わらずN=F'(0)>0が言えますね。


計算し直してみたらおっしゃるとおりでした。式としては、f'(a)-f'(c)=M/(a-b)のf'(a)→f'(b)、M=F'(1)→N=F'(0)に置き換えただけですが、そのあとの不等式のa<c<bのときf'(c)<f'(a)をf'(a)→f'(b)としたらまずかったですね。


> (f'(x)の狭義単調減少性と平均値の定理の利用ということですね)

とてもスッキリしました。あまり確かに作業量は多いですが自分の別解を証明することができてうれしいです。ご協力ありがとうございました。

あと付け足しなのですが、ひとつ前の質問にある

私が質問した"示すべき不等式に等号が入ってますがF(P)=0となることは言えなくてもいいのですか?"について、F(p)>0⇒F(p)≧0が真なので問題ないというのは理解しましたが、実際のところ
a=bのとき0<p<1の任意のpでF(p)=0…?@
を示しているので
a≠bのとき0<p<1の任意のpでF(p)>0…?A
とにより
a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて
?@または?A⇔F(p)≧0…?B
となりませんか?

本問とは直接関係なくなってしまうのですが
?Bについて本当に同値なのかなと思って集合を使って示せないか試してみました。

a,b>0かつa=bをみたす集合をA
0<p<1の任意のpでF(p)=0をみたす集合をB
a,b>0かつa≠bをみたす集合をC
0<p<1の任意のpでF(p)>0をみたす集合をD
a,b>0をみたす集合をE
0<p<1の任意のpでF(p)≧0をみたす集合をF
とするとして
 (A∧B)∨(C∧D)⇔X∧Y
を示そうとしたのですが、うまくいきませんでした。根本的に間違っているようなきがするのですが…特に何の集合かわかっていないので…実数a,b,pの集合なのかな?

何度もすいません、変な質問かもしれませんがよろしくお願いします。

 

No.26248 - 2014/05/25(Sun) 16:11:15

Re: 凸不等式の証明 / ハレゾラ
すいません書き間違えました。
 (A∧B)∨(C∧D)⇔E∧F
を示そうとした
です。

No.26249 - 2014/05/25(Sun) 16:37:57

Re: 凸不等式の証明 / みずき
> a=bのとき0<p<1の任意のpでF(p)=0…?@
> a≠bのとき0<p<1の任意のpでF(p)>0…?A


に基づけば、結論として、
『a,b>0と0<p<1を満たす任意のpに対してF(p)≧0』
が言えます。

以上がまず一点。
で、

> a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて
> ?@または?A⇔F(p)≧0…?B
> となりませんか?


というのは、ちょっと意味がつかめません。

「a=bのとき0<p<1の任意のpでF(p)=0」が?@で、
「a≠bのとき0<p<1の任意のpでF(p)>0」が?Aなんですよね。

分かりやすく書けば、

0<p<1を満たす任意のpに対して、
a=b>0のとき、F(p)=0
a≠bかつa>0かつb>0のとき、F(p)>0

ということです。
(たとえば、a=b>0とF(p)=0は分離できませんよ)

私には、
> a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて
> ?@または?A⇔F(p)≧0…?B
> となりませんか?

をどのように解釈しても、←が示せるとは思いませんが。

(余談かもしれませんが、そもそも、もともとのF(p)はF(a,b,p)と表されるべきものです。
つまり、本来3変数なのですが、我々の方法では、
a,bを固定して、pだけを変数としてとらえているわけです。
ただし、結論を見ると、F(a,b,p)が0か正であるかは、
pに依存せず、a,bに依存していますから、
Fをpに関する1変数関数とみてしまうと意味が不明になると思います。
F(p)と書くと、あたかもF(p)がpの1変数関数のようですね。)

# ご質問がやや不明瞭なのは、以上の点がしっかり
つかめていないから、だと思うので。
以上のことを読んで、質問があればまたしてください。

No.26254 - 2014/05/25(Sun) 18:06:58

Re: 凸不等式の証明 / ハレゾラ
回答ありがとうございます

> 分かりやすく書けば、
>
> 0<p<1を満たす任意のpに対して、
> a=b>0のとき、F(p)=0
> a≠bかつa>0かつb>0のとき、F(p)>0
>
> ということです。
> (たとえば、a=b>0とF(p)=0は分離できませんよ)


a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて
「a=bのとき0<p<1の任意のpでF(p)=0…?@
または
a≠bのとき0<p<1の任意のpでF(p)>0…?A」
⇔F(p)≧0
というのは、a.b>0と0<p<1を大前提として考えました。この場合もまずいでしょうか?

> 私には、
> > a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて
> > ?@または?A⇔F(p)≧0…?B
> > となりませんか?
> をどのように解釈しても、←が示せるとは思いませんが。


よく考えると、この問題自体必要条件を求めればよかったですね。つまり⇔記号を⇒記号にすれば問題ないということでしょうか?

> (余談かもしれませんが、そもそも、もともとのF(p)はF(a,b,p)と表されるべきものです。
> つまり、本来3変数なのですが、我々の方法では、
> a,bを固定して、pだけを変数としてとらえているわけです。
> ただし、結論を見ると、F(a,b,p)が0か正であるかは、
> pに依存せず、a,bに依存していますから、
> Fをpに関する1変数関数とみてしまうと意味が不明になると思います。
> F(p)と書くと、あたかもF(p)がpの1変数関数のようですね。)


a,bを固定していることは意識していました。また、平均値の定理を用いているときもa,bは定数とみてf'(x)のy座標の大小をみてF'(0)やF'(1)の大小を調べ、結果的にa,bを変数とみる必要なくF(p)>0を示せている。
というように考えていました。この思考で大丈夫でしょうか?

よろしくお願いします。

No.26257 - 2014/05/25(Sun) 19:18:51

Re: 凸不等式の証明 / みずき
> a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて
> 「a=bのとき0<p<1の任意のpでF(p)=0…?@
> または
> a≠bのとき0<p<1の任意のpでF(p)>0…?A」
> ⇔F(p)≧0
> というのは、a.b>0と0<p<1を大前提として考えました。この場合もまずいでしょうか?


まずいですね。←は一般に偽です。
一応補足しておくと、a.b>0と0<p<1を大前提としている、
ということは、
(a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて)
「a=bかつF(p)=0」または「a≠bかつF(p)>0」⇔F(p)≧0
の方がより事態が見えやすいですね。

> よく考えると、この問題自体必要条件を求めればよかったですね。つまり⇔記号を⇒記号にすれば問題ないということでしょうか?

はい、その通りです。

> a,bを固定していることは意識していました。また、平均値の定理を用いているときもa,bは定数とみてf'(x)のy座標の大小をみてF'(0)やF'(1)の大小を調べ、結果的にa,bを変数とみる必要なくF(p)>0を示せている。
> というように考えていました。この思考で大丈夫でしょうか?


大丈夫だと思います。

No.26258 - 2014/05/25(Sun) 19:31:42

Re: 凸不等式の証明 / ハレゾラ
回答ありがとうございます。

> (a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて)
> 「a=bかつF(p)=0」または「a≠bかつF(p)>0」⇔F(p)≧0
> の方がより事態が見えやすいですね。


ということは"〜のとき"というのと"〜かつ"というのを同一視してよいのですね。このこともはっきりとは理解できていなかったようです。

あと最後に、
(a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて)
「a=bかつF(p)=0」または「a≠bかつF(p)>0」⇒F(p)≧0…(*)
というような操作はいつも場合分けのとき何気なく行っていたのですが、今考えてみるとなぜ(*)となるかわかっていません。(証明できません)

今までだと

(a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて)
a=bまたはa≠b⇔a,b>0
かつ
F(p)=0またはF(p)>0⇔F(p)≧0
よって(a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて)F(p)≧0

のように勝手に解釈していました。

前に質問したような集合記号を用いて(*)を証明していただけないでしょうか?
つまり
(a,b>0、0<p<1の任意のpにおいて)
「a=bを集合A,F(p)=0を集合B,a≠bを集合C,F(p)>0を集合D,F(p)≧0を集合Eとして
  (A∧B)∨(C∧D)⊂E
を示したいです。

No.26265 - 2014/05/25(Sun) 21:36:00

Re: 凸不等式の証明 / みずき
> ということは"〜のとき"というのと"〜かつ"というのを同一視してよいのですね。

それは文脈によると思うので思い込まない方が良いです。
たとえば、「AのときBを示せ」という問題は、「A⇒Bを示せ」
という意味ですよね(つまり「ならば」の意味)。

一方、ある問題で場合分けが発生して(本問も同じ)
「CのときD」または「EのときF」 というのは、
「CかつD」または「EかつF」と同値です。
(たとえば、条件を満たす点を図示する問題の場合などは
こうして考えていますよね?)

上の2つは文脈によって容易に見分けがつくと思います。

> 前に質問したような集合記号を用いて(*)を証明していただけないでしょうか?

今、C=A(バー),E=B∪Dですね。
A,B,Dのベン図(3つの輪が重なるように描く)で一目瞭然ですよ。

No.26266 - 2014/05/25(Sun) 23:48:10

Re: 凸不等式の証明 / ハレゾラ
> それは文脈によると思うので思い込まない方が良いです。
> たとえば、「AのときBを示せ」という問題は、「A⇒Bを示せ」
> という意味ですよね(つまり「ならば」の意味)。
>
> 一方、ある問題で場合分けが発生して(本問も同じ)
> 「CのときD」または「EのときF」 というのは、
> 「CかつD」または「EかつF」と同値です。
> (たとえば、条件を満たす点を図示する問題の場合などは
> こうして考えていますよね?)
>
> 上の2つは文脈によって容易に見分けがつくと思います。


確かに、文脈によって違いますね。今まではなんとなく慣れで判断していたためこれからは意識するように気を付けます。

> > 前に質問したような集合記号を用いて(*)を証明していただけないでしょうか?
>
> 今、,E=B∪Dですね。
> A,B,Dのベン図(3つの輪が重なるように描く)で一目瞭然ですよ。


確かめてみたところ確かにそうでした。C=A(バー)を忘れていたようです。

長い間質問に対応してくださり本当にありがとうございました。

No.26298 - 2014/05/26(Mon) 22:22:13
数学Aの問題です! / けろけろ
数学Aです!


三角形ABCの辺ABを2:1に内分する点をD
辺ACを3:5に内分する点をEとする
4点BCDEが同一円周上にあるときAB:ACを求めよ、

お願いします!
解き方分かりませんっ(>人<;)

No.26118 - 2014/05/22(Thu) 23:16:40

Re: 数学Aの問題です! / みずき
どうやらマルチポストのようですね。あまり感心しません。

BD=x,AE=3yとおくと、
△ABEと△ACDは相似なので
AB:AC=3x:8y=AE:AD=3y:2x
よって、
3x*2x=8y*3y
∴y/x=1/2

よって、
AB:AC=3x:8y=3:8*y/x=3:4

No.26119 - 2014/05/23(Fri) 00:15:20
「三次方程式と四次方程式の判別式について」その2 / jt77877
前回の質問で水木様のご指摘どおりにネットで検索したの
ですがあまり疑問が解決出来なかったので再度質問させて
いただくことをお許しください。

たしか?三次方程式の判別式か四次方程式の判別式に
「数学で勉強する行列」という技法を使って
いなかったかな?
私は過去のその記憶があまりにもあやふやだったので再度
ここで質問し、ネットで調べてあんまりすっきりしません
でした。ですのでもう一回質問します。

※三次方程式の判別式と四次方程式の判別式を勉強する際に
「数学で勉強する行列」は必要か?どうか?
詳しい人にお聞きしたいのですがよろしいでしょうか?
よろしくお願いします。

No.26099 - 2014/05/22(Thu) 12:23:59

Re: 「三次方程式と四次方程式の判別式について」その2 / らすかる
私は『「数学で勉強する行列」という技法』は知りませんが
三次方程式や四次方程式の判別式がどんなものか知っていますし
多分自分で算出することも出来ますので、
少なくとも『「数学で勉強する行列」という技法』が『必要』ということは
ないですね。
もしかしたら、その『技法』を知っていると何か役に立つのかも知れませんが、
私は知りませんので役に立つのかどうかもわかりません。

No.26102 - 2014/05/22(Thu) 15:11:43
最大、最初 / ヒキニート
東工大の問題です。

x,y,zが0≦x≦1、0≦y≦1、2≦z≦3を満たして変わる時、(z-y)/(z-x)の最大値、最小値を求めよ。

という問題なのですが、解説にzを固定すると(z-y)/(z-x)はz-x>0、
z-y>0より、yの減少関数、xの増加関数である。
とあるのですが、なぜですか?
(z-y)/(z-x)=kとでも置いたとき、x、yの増加、減少を見たらそうなるからですか?

No.26094 - 2014/05/22(Thu) 00:17:50

Re: 最大、最初 / みずき
z,xを固定するとき、
分母=一定、分子=z-y
yが増加するにつれ、分子は減少します。
よって、分数自体も減少します。

z,yを固定するとき、
分子=一定、分母=z-x
xが増加するにつれ、分母=z-xが減少します。
よって、分数自体は増加します。

No.26095 - 2014/05/22(Thu) 00:24:20

Re: 最大、最小 / ヒキニート
早急な返信ありがとうございます。

じゃあ、(x,y)=(0,1)で最小、(x,y)=(1,0)で最大となるのもその性質からですよね?

No.26096 - 2014/05/22(Thu) 00:33:27

Re: 最大、最初 / みずき
> じゃあ、(x,y)=(0,1)で最小、(x,y)=(1,0)で最大となるのもその性質からですよね?

そうですね。

No.26097 - 2014/05/22(Thu) 00:38:07
漸化式を使った場合の数 / 高校2年数学
高2です。
かなり難しい問題があるので解ける人がいたら教えてください。

a,b,cの3種類の文字がn個ある。
これらを順番に並べる。
ただし、最初はaで最後はbとし、同じ文字が隣り合ってはいけないものとする。

全部で何通りあるか?

No.26083 - 2014/05/21(Wed) 20:55:37

Re: 漸化式を使った場合の数 / 高校二年数学
a,b,cの三種類の文字が合計n個です
No.26084 - 2014/05/21(Wed) 20:57:48

Re: 漸化式を使った場合の数 / ヨッシー
a,bと並べて、残りn−2個について、
3個目はb以外の2通り、4個目は3個目以外の2通り・・・
となるので、2^(n-2) 通り、と考えて良いと思います。

例えば、n=5だと、
ababa, ababc, abaca, abacb, abcab, abcac, abcba, abcbc
の8通りです。
5個の内訳が、aaaaa, aaaab, abccc などの場合は題意のように
並べられないので、何通りあるか?の中には含まれません。

No.26087 - 2014/05/21(Wed) 21:37:48

Re: 漸化式を使った場合の数 / みずき
>ヨッシーさん

問題文に「最後はbとし」とありますが、
あえてbを2番目にして考えている、ということですか?
私の間違いでなければ、n=5のときは、5通りだと思うのですが・・・。

No.26089 - 2014/05/21(Wed) 22:00:56

Re: 漸化式を使った場合の数 / みずき
次のようにできると思います。

最初がaで、最後がaで同じ文字が隣り合わないn個の並びがA(n)通り
最初がaで、最後がbで同じ文字が隣り合わないn個の並びがA(n)通り
最初がaで、最後がcで同じ文字が隣り合わないn個の並びがA(n)通り
とそれぞれします。
すると、
A(n+1)=B(n)+C(n)
B(n+1)=A(n)+C(n)
C(n+1)=A(n)+B(n)

よって、B(n+1)-B(n)-2B(n-1)=0,B(1)=0,B(2)=1

B(n+1)-2B(n)=-(B(n)-2B(n))から
B(n+1)-2B(n)=(-1)^(n-1)(B(2)-2B(1))=(-1)^(n-1)

B(n+1)+B(n)=2(B(n)+B(n-1))から
B(n+1)+B(n)=2^(n-1)(B(2)+B(1))=2^(n-1)

よって、B(n+1)を消去して整理して
B(n)={2^(n-1)-(-1)^(n-1)}/3

No.26090 - 2014/05/21(Wed) 23:35:16

Re: 漸化式を使った場合の数 / みずき
訂正します。

最初がaで、最後がaで同じ文字が隣り合わないn個の並びがA(n)通り
最初がaで、最後がbで同じ文字が隣り合わないn個の並びがB(n)通り
最初がaで、最後がcで同じ文字が隣り合わないn個の並びがC(n)通り
としたつもりでした。すみません。

No.26091 - 2014/05/21(Wed) 23:39:12

Re: 漸化式を使った場合の数 / IT
横から失礼します。B(n)=C(n)なのでC(n)なしでいいのでは。
No.26092 - 2014/05/22(Thu) 00:03:20

Re: 漸化式を使った場合の数 / みずき
> 横から失礼します。B(n)=C(n)なのでC(n)なしでいいのでは。

あ、そうですね。深く考えずに設定していました。
ご指摘ありがとうございます。

No.26093 - 2014/05/22(Thu) 00:05:22

Re: 漸化式を使った場合の数 / ヨッシー
あ、間違えました。

私の回答は無視して下さい。

No.26098 - 2014/05/22(Thu) 06:13:12
三次方程式と四次方程式の判別式について / jt77877
二次方程式「AX^2+BX+C=0」の解の公式の√の中
(B^2-4AC)のの正負によって、異なる二つの実数解か重解
か2つの虚数解の3つのどれかがわかると言う事ですよねえ。

では皆さんにお聞きしたいのですが、
1.三次方程式「AX^3+BX^2+CX^+D=0」の判別式の形が
もし?あるのであれば、どんなのものなのか?
教えて下さい。よろしくお願いします。

2.四次方程式「AX^4+BX^3+CX^2+DX+E=0」の判別式の形が
もし?あればどんなのものなのか?教えて下さい。
よろしくお願いします。

3.1に関連した質問ですが、
三次方程式「AX^3+BX^2+CX^+D=0」を変数変換してX^2の項
Bを0にした形「Y^3+PY+Q=0」これにも判別式がもし?
あればどんなのものなのか?教えてください。
よろしくお願いします。

4.2に関連した質問なのですが四次方程式「AX^4+BX^3+CX^2+DX+E=0」を変数変換してX^3の項
Bを0にした形「Y^4+PY^2+QY+R=0」これにも判別式がもし?
あればどんなのものなのか?教えてください。
よろしくお願いします。

※1〜4の質問の件でもし?これに関連したネットのサイトがあれば教えてほしいのですのでよろしくお願いします。

No.26080 - 2014/05/21(Wed) 11:54:39

Re: 三次方程式と四次方程式の判別式について / みずき
> ※1〜4の質問の件でもし?これに関連したネットのサイトがあれば教えてほしいのですのでよろしくお願いします。

「3次方程式 判別式」辺りで検索してみましたか?
少なくとも最初の検索ページに登場するすべてのサイトを精読してみましょう。
それでも解消されずに残った疑問点を再度質問されてみては
いかがでしょうか。

No.26082 - 2014/05/21(Wed) 15:48:15
漸化式です / Milk
この問題なのですが、赤い線の部分の意味が理解できません。ご教示お願いします。
No.26074 - 2014/05/21(Wed) 06:09:30

Re: 漸化式です / みずき
> この問題なのですが、赤い線の部分の意味が理解できません。ご教示お願いします。

-α=(2-2α)/(3-α)⇔-α(3-α)=2-2α
-β=(2-2β)/(3-β)⇔-β(3-β)=2-2β
なので、α、βは
-x(3-x)=2-2x
の2解です。

No.26075 - 2014/05/21(Wed) 06:15:59

Re: 漸化式です / Milk
一行目の
a[n+1]=(3a[n]+2)/(a[n]+2)
のa[n]とa[n+1]をxとおいても
赤い線の部分の方程式が導かれると思うのですが、
どうして同じになるのでしょうか。

No.26076 - 2014/05/21(Wed) 06:35:26

Re: 漸化式です / みずき
よく気づきましたね。非常に鋭い指摘です。
実は一般に次のことが言えます。

「a[n+1]=(ra[n]+s)/(pa[n]+q)
は、x=(rx+s)/(px+q)の重解でない2解α、βを使って
(a[n+1]-α)/(a[n+1]-β)=t・(a[n]-α)/(a[n]-β)
と表せる。」

実際には、a[n+1]-αとa[n+1]-βを計算して整理します。
その過程で、tが求められます。

このことを知っていれば、本問のような過程を
経ずに済む、ということですね。

No.26077 - 2014/05/21(Wed) 06:49:32

Re: 漸化式です / Milk
勉強になりました。ありがとうございました。
No.26081 - 2014/05/21(Wed) 13:23:00
漸化式の問題です / Milk
解1の真ん中のあたりで、「nが4以上のとき」となっているのがなぜかわかりません。教えていただけませんか?
No.26063 - 2014/05/21(Wed) 04:36:57

Re: 漸化式の問題です / Milk
問題はこれです。
No.26064 - 2014/05/21(Wed) 04:39:22

Re: 漸化式の問題です / みずき
> 解1の真ん中のあたりで、「nが4以上のとき」となっているのがなぜかわかりません。教えていただけませんか?

これはn≧5とすべきですね。
a[n]=(n-1)/(n+2)・(n-2)/(n+1)・(n-3)/n・(n-4)/(n-1)・・・4/7・3/6・2/5
1/4a[1]
において、先頭の分子がn-1ですね。
これが分母に現れるところまで、書いておきたいわけです。
(そうすれば、相殺されることが見えますね)
(一方、分母の4が相殺されることが見えるようにするために
4/7から書いています。)

つまり、分子だけに話を限れば、n-4のところまで
書く必要がある、というわけです。

ところで、n≧4だと、n=4のとき、(n-4)/(n-1)が0になってしまいます。
これはまずいので、n≧5でなくてはいけません。

一方、n≧5であれば、最もnが小さいn=5の場合でも
(n-4)/(n-1)=1/4となって、右端の1/4と一致します。

ですから、まとめると
本問の場合、a[2],a[3],a[4]と求めておいて
n≧5のとき、として書くべきだ、ということです。

ご質問に答える、というより、解説そのものにだめだしを
してしまいましたが、納得されたでしょうか。

No.26068 - 2014/05/21(Wed) 04:54:46

Re: 漸化式の問題です / Milk
理解できました。回答ありがとうございます。
No.26073 - 2014/05/21(Wed) 05:40:23
【最適消費量、効用】 / 愛

こんばんは。
数学の問題なのか、経済学や統計学の問題なのかわからないのですが、もし解き方が分かればぜひ教えていただけないでしょうか?


商品Xと商品Yに、所得のすべてを使い切るAくん。
ちなみにAくんの効用関数は U=xy^2 である。

所得M=60
Xの値段 P^x =2
Yの値段 P^y =4

↑この場合の、
Aくんの最適消費量の組と効用の最大値を求めてみよう。


という問題です。
いま解いてるのですが、
MUx/Px = MUy/Py
これにPx=2とPy=4を代入して等式を導く…つもりなのですが
等式がわかりせん(泣)

あと、
予算制約式 PxX + PyY = M
これにPx=2とPy=4を代入するのはわかるのですが
どうやって解くのでしょうか???

効用の最大値についても教えてください。
よろしくお願いいたします。

No.26052 - 2014/05/20(Tue) 19:48:50

Re: 【最適消費量、効用】 / ヨッシー
商品Xの個数をx、商品Yの個数をyとすると、
 2x+4y=60 ・・・(i):予算制約式
この条件下において、U=xy^2 が最大となる、x,yとその時のUを
求めよということなので、(i) から得られる x=30-2y を
U=xy^2 に代入して、
 U=30y^2−2y^3
これの 0≦y≦15 における最大値を求めます。
yで微分して、dU/dy=60y−6y^2=6y(10-y)
よって、y=10のときUが極大かつ最大。

 

No.26056 - 2014/05/21(Wed) 00:39:04

Re: 【最適消費量、効用】 / 愛

早いお返事ありがとうございます!!

質問なのですが・・・
問題文にある「最適消費量の組」とは何のことでしょうか?(汗)

No.26085 - 2014/05/21(Wed) 21:20:28

Re: 【最適消費量、効用】 / 愛
 
 X=10
 Y=10

 でしょうか???

No.26086 - 2014/05/21(Wed) 21:28:41

Re: 【最適消費量、効用】 / 愛

あと最大値についてですが、

U=30y^2 - 2y^3
U=3000-2000
U=1000

最大値は1000であっていますでしょうか???

No.26088 - 2014/05/21(Wed) 21:40:05

Re: 【最適消費量、効用】 / ヨッシー
最適消費量の組は x=10, y=10 です。
最大値は U=1000 です。

両方正解です。

Uは U=xy^2 に代入したほうが求めやすいかも。

No.26100 - 2014/05/22(Thu) 14:42:35

Re: 【最適消費量、効用】 / 愛
ヨッシーさんありがとうございます♪
No.26225 - 2014/05/25(Sun) 00:29:01
(No Subject) / tt
次のような問題に帰着したのですが、ここからとけるでしょうか?
No.26029 - 2014/05/19(Mon) 23:30:26

Re: / IT
k=-2,2√3のときの2つの円のどちらかで囲まれる領域と一致するようですね。
No.26033 - 2014/05/20(Tue) 01:56:45

Re: / みずき
次のようにできると思います。

扱いやすいように、θだけ回転させます。
ただし、cosθ=1/√5,sinθ=2/√5

x=(2Y+X)/5, y=(Y-2X)/√5
を代入して整理すると
(X+√5k/2)^2+Y^2=5k^2/4+5

ここで改めて、Xをxに、Yをyにそれぞれします。

よって、求める面積は、
k=2√3の円とx軸との交点のうちx座標の小さい方から、
k=-2の円とx軸との交点のうちx座標の大きい方までの
範囲の積分で、
2∫[x=-√15-2√5,√5+√10]f(x)dx
で与えられます。
ただし、f(x)はxを固定したときのyの(正の)最大値を表します。

y=√(-x^2-√5kx+5)
の√の中身は、xを固定したときkの一次関数だから、
x<0のとき、√の中身はk=2√3のときに最大となり、
x>0のとき、√の中身はk=-2のときに最大となります。

よって、求める面積は、
2∫[x=-√15-2√5,0]√(-x^2-2√15x+5)dx+2∫[x=0,√5+√10]√(-x^2+2√5x+5)dx
=2(5√3/2+25π/3)+2(5/2+15π/4)
=5+5√3+145π/6

No.26034 - 2014/05/20(Tue) 02:41:46

Re: / みずき
すみません。訂正します。

誤 x=(2Y+X)/5, y=(Y-2X)/√5

正 x=(2Y+X)/√5, y=(Y-2X)/√5

No.26035 - 2014/05/20(Tue) 03:07:36

Re: / らすかる
円はkによらずP(2,1)とQ(-2,-1)を通り、
k=2√3のときの円Oは∠POQ=60°なので
直線PQより上側の面積は
(円Oの面積)×(5/6)+(△OPQの面積)=(50/3)π+5√3
k=-2のときの円O'は∠PO'Q=90°なので
直線PQより下側の面積は
(円O'の面積)×(3/4)+(△O'PQの面積)=(15/2)π+5
合計(145/6)π+5√3+5
のようにも計算できます。

No.26045 - 2014/05/20(Tue) 07:51:56
N乗完成について (その2) / 玉串純一
みずき様?前回の質問へのお答えありがとうございました。
大変参考になりました。

実は個人的に「立方完成は存在するの?」と個人的に
ヤフーで調べてみました。「ヤフー⇒立方完成」でね?
そしたら立方完成はありますよ、とのことで
「4乗完成や5乗完成も存在するとの事が書かれて
いました。(4乗完成とか5乗完成という名称は自分が
個人的につけた仮称)」
ですのでここの掲示板で質問をしたのですが、、、。

立方完成に関してはネットで検索すれば出てきますが
「4乗完成や5乗完成や6乗以上の完成(仮にN乗完成と
呼びます)」についてはあまり詳しい情報はありません。

と言う事は「N乗完成で4以上の場合」はないのでしょうか?
それとも?仮にあったとしたら絶対に知りたいし
教えてほしいので教えてほしいです。
前回と似たような質問になりますがよろしくお願いします。

※立方完成はみずきさまが教えてくださったのでいいです。

No.26019 - 2014/05/19(Mon) 11:17:09

Re: N乗完成について (その2) / らすかる
n乗完成を「高次の項をn乗の式の中に吸収し、残りの項はそのまま」という意味と
解釈すれば、何乗完成でも存在するのは明白です。
(ただし、それに意味があるかどうかは別問題です。)
もしそういう意味でないのであれば、「n乗完成」の意味を書いて下さい。

No.26020 - 2014/05/19(Mon) 13:22:10

Re: N乗完成について (その2) / みずき
> ※立方完成はみずきさまが教えてくださったのでいいです。

私が書いたのは、平方完成からの類推で、
「立方完成」なるものが存在するとしたら、
こんな感じになるのかもしれませんね、という勝手な解釈です。
決して「立方完成」の定義(通りの例?)などではありません。
(そもそも存在するかどうかも知らない言葉の定義など知りようがありません)

ですから、もし私が書いたものを「立方完成とはこういうものだ」という例
と捉えていらっしゃるとしたら、やめた方が賢明です。

No.26021 - 2014/05/19(Mon) 15:38:36

Re: N乗完成について (その2) / らすかる
質問の意味が
「平方完成と同様に広く一般に使われるような『n乗完成』というものは定義されているか?」
ならば、回答は「定義されていません」になります。

質問の意味が
「『n乗完成』というものが、世界中のどこかで実際に使われているか?」
ならば、回答は「私にはわかりません」になります。
(私は見たことも聞いたこともありませんが、数学の特定の分野では
 あるのかも知れませんし、世界中の誰かが定義して使っているかも知れません。)

質問の意味が
「『n乗完成』というものを平方完成と同様に考えられるか?」
ならば、回答は「考えられます」になります。
ネットで検索して出てくる「あります」は、この意味だと思います。

No.26024 - 2014/05/19(Mon) 16:29:15

Re: N乗完成について (その2) / みずき
こちら(↓)のページの中央より下辺りに「立方完成」なる言葉と説明が載っていました。
(「平方完成 立方完成」とgoogle検索してヒットしました)

http://blog.livedoor.jp/ddrerizayoi/tag/%E3%82%AB%E3%83%AB%E3%83%80%E3%83%8E%E3%81%AE%E8%A7%A3%E6%B3%95

(なお、このページに書かれている内容が正しいかどうかは
私には判断しかねます。自己責任でお願いします。)

概要を書きます。

3次方程式の解の公式(カルダノの解法)に関連して登場しています。
立方完成とは、3次式x^3+ax^2+bx+cの2次の項を消すこと
のようです。(これを「チルンハウゼン変換」とも呼ぶそうです)
(ax^3+bx^2+cx+dではないことに注意)

具体的には、x=z-a/3と置換すれば
z^3+3pz+2q
という形が得られます。
ただし、3p=b-a^2/3,2q=c+2a^3/27-ab/3

再度念を押しておきます。私は、このページに書かれていることが正しいと言っているわけではありません。
「立方完成」とはこういう意味であると確定しました、と言っているのでもありません。
このページにこう書かれていますが、と紹介しているだけです。

No.26025 - 2014/05/19(Mon) 16:38:13
|f(b)-f(a)|≦|b-a|sup{|f'(t)|;t∈A} / くるくる
黄桃先生,再度すみません。

http://www2.rocketbbs.com/11/bbs.cgi?id=yosshy&mode=pickup&no=25358
の続きです。

> fがC^1級ということから、x∈(0,|b-a|)に対してはh∈Rが十分小さければ、
> f(x+h)=f(x)+f'(x)h+o(h) (oはランダウの記号)
> となります


f(x+h)=f(x)+f'(x)h+o(h) という式はTaylor定理からなのでしょうか?

o(h)はf''(c)(x)^2/2! (c∈(a,x))の事ですよね。
つまり, xを中心しての展開だからf(x+h)=f(x)(x+h-x)^0/0!+f'(x)(x+h-x)^1+f''(c)(x+h-x)^2/2!
(但し,c∈Ball(x,|h|),|x-c|<|h|)という風に書かれてるだと思いますが(∵Taylorの定理)

しかし,fはC^1級なので2階微分可能かどうかは分かりませんよね。
なので,Taylorの定理は使えないと思うのですが。。いかがでしょうか?

それともTaylorの定理を使われたのでないのでしたら,f(x+h)=f(x)+f'(x)h+o(h)という式はどこから来たのでしょうか?



あと,

>> 今,fはAでC^1級なのでAでC^∞級ですよね。
> 違います。前うかがった定義では、fは複素正則関数ではありません。


これはそうでした。(複素関数)fが正則の時,C^∞級となるのでしたね。
今,Aは開領域ではなく,内点を持たないただの線分でしたね。なのでfは正則にはなりえないのでした(∵正則の定義)。


> 実質的に fは区間[0,|b-a|]からR^2へのC^1級写像です。
> 像のR^2 を複素数平面C と同一視しているだけです。


これによると,fが複素関数であっても,定義域が線分(つまり,区間)なら,
一変数のTaylor展開が使えるので,fは微分可能であればさえよく,正則である必要はないのですね。

No.26018 - 2014/05/19(Mon) 10:03:34

Re: |f(b)-f(a)|≦|b-a|sup{|f'(t)|;t∈A} / 黄桃
> o(h)はf''(c)(x)^2/2! (c∈(a,x))の事ですよね。
ここが違います。もしfが2回微分可能なら、これがいえますが、今の主張はもっと弱いです。

g(h)=f(x+h)-f(x)-f'(x)h という(0の近くで定義されたhについての)関数を考えると、
g(h)/h=(f(x+h)-f(x)-f'(x)h)/h=(f(x+h)-f(x))/h-f'(x)
となりますから、f’の連続性(fはC^1級ということ)より lim_[h→0] g(h)/h=f'(x)-f'(x)=0 です。
これはg(h)=o(h)であることを意味しています。

#C^1級の関数を局所的に「直線」近似すると、誤差項は o(h)だ、という意味です。
#具体的にいえば、「直線」近似すると、xから距離0.01(0.001)程度の場所の誤差は
#0.01(0.001)と比べれば(比をとれば)無視できるほど小さい、ということです。
##fの値域がR^2やCなら、「直線」近似は平面近似(普通はxでの接平面で近似)です。

>これによると,fが複素関数であっても,定義域が線分(つまり,区間)なら,
>一変数のTaylor展開が使えるので,fは微分可能であればさえよく,正則である必要はないのですね。


fは一見、複素数の部分集合から複素数の部分集合への関数に見えますが、
実体は、f:[0,1]→R^2, f|(0,1)はC^1級の実関数、です。だから、
実関数としての定理が全部使える状態にすぎない、ということです。
もしコーシーリーマンの関係式を満たせば複素正則関数とみることもできますが、
当面はその保証がないので、複素関数としての定理は使えません。

元の問題を複素数をつかわず、実関数の言葉で書き直せば次のようになります:
f:[0,1]→R^2, R^2にはユークリッド距離(普通の距離)を入れ、 大きさを| |で表す。
fは[0,1]で連続かつ(0,1)上C^1級で、f(0)=a, f(1)=b の時、
|f(b)-f(a)|≦|b-a|sup{|f'(t)|;0≦t≦1}
を示せ。

もちろん、f:U→C (UはCの部分集合)が複素正則関数なら、上記の仮定を満たすので、結論も従いますが、
もっと弱い仮定でいいよ、というのが定理の主張でしょう。

#「先生」というのは、先に生まれた程度の意味しかないとしても、
#私は好きではないので、やめてもらえますか。

No.26028 - 2014/05/19(Mon) 23:16:56
部分積分? / 高校数学がわからない大学生
教科書に
C'(x) = x^2 e^((1/2)x^2) の積分は
C(x) = xe^((1/2)x^2) - ∫e^((1/2)x^2) dx + C1
とあるのですが、どのように計算しているのか教えていただけないでしょうか

No.25987 - 2014/05/19(Mon) 00:02:44

Re: 部分積分? / みずき
(e^(x^2/2))'=xe^(x^2/2)
なので、
x^2e^(x^2/2)=x(e^(x^2/2))'
と見て、部分積分をしています。

No.25989 - 2014/05/19(Mon) 00:13:34

Re: 部分積分? / 高校数学がわからない大学生
なるほど!!!!
ありがとうございます

No.25990 - 2014/05/19(Mon) 00:15:51
何かおかしいですか?今日の掲示板 / 潤一郎
こんばんは。

図形とか消えてしまってるのですが。
今、おかしいだけですか?

No.25981 - 2014/05/18(Sun) 22:15:54

Re: 何かおかしいですか?今日の掲示板 / ヨッシー
私が図を載せているサイトが、今見られなくなっているようです。
No.25982 - 2014/05/18(Sun) 23:08:15

Re: 何かおかしいですか?今日の掲示板 / 潤一郎
ヨッシー先生へ

やっぱりそうですね。過去もずっと
見てみたのですが。


すごい図を見ているだけで尊敬します。
大切なサイトを又見られるように希望します。

No.25984 - 2014/05/18(Sun) 23:35:24
N乗完成について / jt77877
私は二次方程式を勉強した時に「平方完成」を
勉強しました。

そこで皆さんにお聞きしたいのですが
例えば「二次方程式で平方完成」が出てくるように
1.「三次方程式では立方完成(3乗完成かな?)」も
存在するのでしょうか?
2.同じく「四次方程式では(4乗完成と言うのかな?)」も存在するのでしょうか?
3.同じく「五次方程式では(5乗完成と言うのかな?)」も存在するのでしょうか?
4.同じく「六次以上のN次方程式でも
(N乗完成と言い方?)」で存在するのでしょうか?

詳しく教えてください。よろしくお願いします。

No.25980 - 2014/05/18(Sun) 22:06:26

Re: N乗完成について / みずき
「N乗完成」なるものはN≧3の場合、聞いたことがありませんが、
ちょっとだけ考えてみました。

まず、「N乗完成」なるものを数学的に考える動機・意義について。
N=2の場合の平方完成とは、a≠0に対して、
ax^2+bx+c=a(x+b/(2a))^2-b^2/(4a)+c
とすることですが、これは()^2≧0という形を作りたい
という強い動機がありました。
N≧3の場合は、どのような動機があるでしょうか?
ちょっと私には思いつきません。
(私には思いつかないと言うだけです。念のため。)

ちなみに、任意の3次式を
(1次式)^3+(定数)
の形にすることはできません。
(このことは、(x+a)^3+b=x^3+3ax^2+3a^2x+a^3+b
を眺めればすぐに分かりますね。)
そこで、(1次式)^3+(1次式)にしてみます。
ax^3+bx^2+cx+d
=a(x^3+bx^2/a+cx/a)+d
=a{(x+b/(3a))^3-b^2x/(3a^2)-b^3/(27a^3)+cx/a}+d
=a(x+b/(3a))^3-b^2x/(3a)-b^3/(27a^2)+cx+d
=a(x+b/(3a))^3+(c-b^2/(3a))x-b^3/(27a^2)+d

これにより、c-b^2/(3a)=0⇔3ac=b^2であれば、
ax^3+bx^2+cx+dを(1次式)^3+(定数)の形
にできることが分かりました。

同様なことは4次以上でも言えるとは思いますが、
この辺りで終わりにさせていただきます。
(的外れな回答でしたらすみません)

No.25986 - 2014/05/18(Sun) 23:54:59
数列 上極限 下極限 / ktdg
有界数列{a_n}に対して、{a_n}のN番目以降に出てくる数の集合をA_Nとし、その上限、下限をそれぞれ l_N, m_Nとおく。
A_N⊃A_(N+1)であるから、l_Nは単調減少、m_Nは単調増加である。
m_N≦l_Nだから、m_1≦m_2≦…≦m_N≦…≦l_N≦…≦l_2≦l_1
よってm_Nは上に有界、l_Nは下に有界なので、共に収束する。

有界数列{a_n}の上極限、下極限はそれぞれ、lim[N→∞]l_N, lim[N→∞]m_N と表されることを証明せよ。


(証明)
上極限について示す。
lim[N→∞]l_N=αとし、{a_n}の集積値の集合をBとする。
k≧Nのとき、n(k)≧k≧Nだから、このとき、{a_n}の任意の部分列{a_n(k)}について、a_n(k)⊂A_N
よって B⊂A_Nだから、任意のx⊂Bに対して l_N=supA_N≧x
また、a_n(k)∈A_N, lim[k→∞]a_n(k)=supA_N=l_Nをみたす{a_n(k)}が存在する。よってl_N∈B
したがって l_N=maxB. N→∞として、α=maxB (下極限についても同様) ■

添削お願いします。

No.25962 - 2014/05/17(Sat) 22:13:51

Re: 数列 上極限 下極限 / IT
> (証明)
> 上極限について示す。
> lim[N→∞]l_N=αとし、{a_n}の集積値の集合をBとする。
> k≧Nのとき、n(k)≧k≧Nだから、このとき、{a_n}の任意の部分列{a_n(k)}について、a_n(k)⊂A_N

n(k)≧k がどこから来たのか分かりません。(言い回しの問題だけだと思いますが。)

> よって B⊂A_Nだから
Bは集積値の集合でありB⊂A_Nとは限らないと思います。(x∈Bだからといってx∈A_Nとは限らない。)
例えば{a_n}={1/n}のとき {0}=Bで、B⊂A_Nではない。

No.25963 - 2014/05/17(Sat) 23:33:40
積分 / let
この問題を3重積分を使って解いたらどのようになりますか。
興味本位ですが教えてください。お願いします。(重積分は軽く勉強した程度です。)

No.25952 - 2014/05/16(Fri) 19:46:53

Re: 積分 / みずき
05年の東大入試ですね。

対称性から、
8∫[x=0,√2r/2]∫[y=x,√(r^2-x^2)]∫[z=√(r^2-y^2),√(r^2-x^2)]dzdydx
=・・・=(8√2-32/3)r^3
とできると思います。

No.25956 - 2014/05/17(Sat) 05:17:38
(No Subject) / tt
双曲線について
双曲線の定義は焦点F,F'と動点Pにおける距離の差の絶対値が一定ですが、ここで、PF-PF'=2a即ち絶対値を外した軌跡を考えます。このときの軌跡が以下のようになったのですが、多分間違っていると思います。間違っていれば訂正お願いします。c>a>0で、後は写真の通りです。

No.25934 - 2014/05/15(Thu) 21:28:01

Re: / みずき
c=√(a^2+b^2)ということなら、合っています。
ただ、結論はすぐに分かります。

PF-PF'=2aから、PがF,F'を焦点とする双曲線上の点であることが分かり、
PF-PF'>0⇔PF>PF'から、すぐさまP(x,y)は、
線分FF'の垂直二等分線、すなわちy軸より左側、
すなわち、x<0を満たすと分かります。

No.25935 - 2014/05/15(Thu) 21:42:45

Re: / tt
a^2+cx<0という条件が出てきたのですが、これって何か意味あるのでしょうか?
No.25936 - 2014/05/15(Thu) 21:50:00

Re: / みずき
> a^2+cx<0という条件が出てきたのですが、これって何か意味あるのでしょうか?

特に意味はないと思います。自明だからです。
x<0かつx^2/a^2-y^2/b^2=1ということは、
x≦-cを満たしているわけです。

ax^2+cx<0⇔x<-a^2/c
というのは、
-a^2/c>-cにより、自明です。

No.25937 - 2014/05/15(Thu) 23:25:39

Re: / みずき
ごめんなさい。訂正します。

誤 ax^2+cx<0⇔x<-a^2/c

正 a^2+cx<0⇔x<-a^2/c

No.25943 - 2014/05/16(Fri) 04:33:41
(No Subject) / かず
長方形GCEHから右にgcを1辺とする正方形を切り取れるとできる、残りの長方形を、HIJEとする。さてE点を中心としてD,Fを結ぶ1/4円弧を書け。次にH点を中心としてF,Gをむすぶ1/4を書き、さらにI点を中心としてG、Jを結ぶ1/4円弧をつなげていく。このプロセスをいつまで続けていくと何が下きるか?
図もお願いします。

No.25927 - 2014/05/15(Thu) 16:22:15

Re: / ヨッシー
ある問題の途中からのようですが、DやFはどこにある点ですか?
No.25929 - 2014/05/15(Thu) 17:53:54

Re: / かず
すいません
一つ前の問題の続きです

No.25932 - 2014/05/15(Thu) 20:51:29

Re: / みずき
> 一つ前の問題の続きです

すると今度は、G,Hがどこにあるのか分かりませんね。

No.25933 - 2014/05/15(Thu) 21:20:16
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