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大学の問題 / X
問題4の問題が分かりません。どうか教えてください
No.25684 - 2014/04/25(Fri) 22:31:15

Re: 大学の問題 / X
> 問題4の問題が分かりません。どうか教えてください
No.25686 - 2014/04/25(Fri) 22:48:36

Re: 大学の問題 / angel
ベクトルの内積・外積の微分は、高校でやった積の微分に似ています。
すなわち、
 (u・v)'=u・v' + u'・v
 (u×v)'=u×v' + u'×v
これで(3)は解けますね。
(2)もほぼこれで終わりですが、u×u=oであることを意識しましょう。

ちなみに、ベクトルのスカラ倍の微分も、やっぱり積の微分と同じ。
 (av)'=a'v+av'
後は、r=√(r・r)であると考えれば、(1)も計算できるはず…

No.25687 - 2014/04/25(Fri) 22:59:22

Re: 大学の問題 / X
> ベクトルの内積・外積の微分は、高校でやった積の微分に似ています。
> すなわち、
>  (u・v)'=u・v' + u'・v
>  (u×v)'=u×v' + u'×v
> これで(3)は解けますね。
> (2)もほぼこれで終わりですが、u×u=oであることを意識しましょう。
>
> ちなみに、ベクトルのスカラ倍の微分も、やっぱり積の微分と同じ。
>  (av)'=a'v+av'
> 後は、r=√(r・r)であると考えれば、(1)も計算できるはず…

(1)をもう少し詳しく教えてください

No.25688 - 2014/04/25(Fri) 23:06:13

Re: 大学の問題 / angel
> (1)をもう少し詳しく教えてください
記号が紛らわしいので、ベクトルrは全てrで、その大きさは|r|で書きますが、

 |r|=√(r・r)

ですので、1/|r|=(r・r)^(-1/2) ということですね。
なので、スカラーの微分 (y^n)'=ny'y^(n-1) から、

 (1/|r|)'
 = (-1/2)(r・r)'(r・r)^(-3/2)
 = (-1/2)(r・r)'/|r|^3

ということになります。…(r・r)'は(3)で出てきていますね。

この結果を元に、ベクトルのスカラー倍である
 r/|r|=(1/|r|)r
を微分する、すなわち
 ( (1/|r|)r )' = (1/|r|)'r + (1/|r|)r'
を計算すれば答えとなります。

ちなみに答えは ( (r・r)r'-(r・r')r )/|r|^3 となるはずですが、これは r×(r'×r)/|r|^3 という三重積でも書けるはずです。

No.25690 - 2014/04/26(Sat) 04:18:38
式変形 / まさ
円で囲った部分がなぜ、線で引いたようなtを使った式になるんですか?よろしくお願いします。
No.25680 - 2014/04/25(Fri) 14:42:00

Re: 式変形 / みずき
一般に、3文字に対して、関係式が3個あれば、組(x,y,z)が出ますよね。
ところが、今の場合、関係式は2個しかないので、それは不可能です。
3文字に対して、関係式が2個の場合、
各文字は、同じパラメータで表せることがあります。

パラメータのおきかたは、以下のように考えられます。
まず、x,yは次のようにzで表せますね。
x=-(3z+1)/2,y=2z+1
ここで、zが「奇数型の表示」であれば、xが分数でなく表せるので、
z=2t-1とおけば、x=-3t+1,y=4t-1と「きれいに」表せます。
これで、x,y,zをパラメータtで表せました。

こうしてtで表しておいて、最後に
(x-1)/(-3)=(y+1)/4=(z+1)/2 (=t)
と変形して、tを用いないで表現しています。
結局、これが最終目的だったわけです。

No.25681 - 2014/04/25(Fri) 15:43:07

Re: 式変形 / まさ
なるほど
つまり、zが奇数でいいならば2t+1ともあらわせるわけですね
ありがとうございます

No.25682 - 2014/04/25(Fri) 19:19:54

Re: 式変形 / みずき
> つまり、zが奇数でいいならば2t+1ともあらわせるわけですね

もちろんz=2t+1としてもよいですが、
決して「zは奇数」ではありません。tが任意の実数だから、です。
(zが奇数であると言えるためには、tが整数でなくては
いけませんね)
そういう意味を込めて「奇数型の表示」と書いたわけです。
(これは一般的な言い方ではないことに注意してください。)

No.25683 - 2014/04/25(Fri) 19:29:23
(No Subject) / ヨウ
第二問題は本当にできませんでした。どうか教えてください。
No.25672 - 2014/04/24(Thu) 16:19:31

Re: / ヨウ
私の解き方です。
No.25673 - 2014/04/24(Thu) 16:23:22

Re: / みずき
> 私の解き方です。

絶対値を外す際に、絶対値の中身の正負による
場合分けをする、ということは理解されているようですが、
今回の場合、
|f(x)|<M⇔-M<f(x)<M(ただし、M>0)
が成り立つことを利用しましょう。

|x+2a|<a+1
を満たすxが存在するためには、
a+1>0⇔a>-1
が必要です。(このことはよろしいですか?)

a>-1の条件下で、
-(a+1)<x+2a<a+1
⇔-3a-1<x<-a+1

α=-4a+7なので、
-3a-1<-4a+7<-a+1
を解いて、a<8かつa>2

よって、aが満たすべき範囲は
a>-1かつa<8かつa>2
すなわち、2<a<8となります。

No.25675 - 2014/04/24(Thu) 16:36:23

Re: / ヨウ
ありがとうございます。この方法は思いつかなかったのです。
No.25676 - 2014/04/24(Thu) 17:45:07
(No Subject) / ヨウ
第3問題を教えてください。お願いします。
No.25670 - 2014/04/24(Thu) 16:12:25

Re: / ヨウ
第一問題、第二問題の解き方です。
No.25671 - 2014/04/24(Thu) 16:16:44

Re: / みずき
> 第一問題、第二問題の解き方です。

Max=9a/2+7/2, Min=8+9a^2/8
と書かれているように見受けられますが、
Min=9a/2+7/2, Max=8+9a^2/8
ですよ。

(3)
○3の頂点は(3a/4,9a^2/8+8)
ここで、X=3a/4⇔a=4X/3を
Y=9a^2/8+8に代入して整理すると
Y=2X^2+8

No.25674 - 2014/04/24(Thu) 16:26:07

Re: / ヨウ
はい。MAX、MINのことは間違いだった。
教えて下さり、ありがとうございました。

No.25678 - 2014/04/24(Thu) 19:48:57
数列 / ふぇるまー
問:第2項が3、初項から第3項までの和が13である等比数列の初項砥、公比を求めよ。

連立方程式で解くはずなのですが、2つの式の作り方が分からないのです。先生方解説していただきたいです。お願いします。

No.25661 - 2014/04/23(Wed) 23:00:48

Re: 数列 / ふぇるまー
訂正:初項と公比を求めよ。の間違いです。すいません。
No.25662 - 2014/04/23(Wed) 23:02:08

Re: 数列 / ヨッシー
連立でなくとも解けますが、連立というなら、
第1項をx,第3項をyとすると
 xy=3^2
 x+3+y=13
ですね。

No.25664 - 2014/04/23(Wed) 23:27:07

Re: 数列 / ふぇるまー
有難うございます!
No.25677 - 2014/04/24(Thu) 18:24:51
(No Subject) / ハレゾラ
Σ_[n=1,∞]a(n), Σ_[n=1,∞]b(n), がともに収束する
ならば
をみたす

これを証明するにはどうしたらよいですか?Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}=Σ_[n=1,∞]a(n)+Σ_[k=n,∞]b(n)

わたしは

Σ_[n=1,∞]a(n), Σ_[n=1,∞]b(n), がともに収束する
ならば
lim_[n→∞]a(n)=0かつlim_[n→∞]b(n)=0
ならば
lim_[n→∞]{a(n)+b(n)}=0

などと考えてみましたが証明できませんでした。


また
Σ_[n=1,∞]a(n), Σ_[n=1,∞]b(n)の少なくとも一方が発散する
ならばどうして
Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}=Σ_[n=1,∞]a(n)+Σ_[k=n,∞]b(n)
が成立しないのですか??

よろしくお願いします。

No.25653 - 2014/04/23(Wed) 00:46:54

Re: / らすかる
前半は「ならばをみたす」とかよくわかりませんので後半だけですが
少なくとも一方が発散する場合、「値」ではありませんから
足すことすらできません。

No.25656 - 2014/04/23(Wed) 01:14:10

Re: / ハレゾラ
申し訳ございません。

Σ_[n=1,∞]a(n), Σ_[n=1,∞]b(n), がともに収束する
ならば
Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}=Σ_[n=1,∞]a(n)+Σ_[k=n,∞]b(n)
をみたす。
を証明したかったのです。

いろいろ調べてみると、部分和を用いて

Σ_[n=1,∞]a(n), Σ_[n=1,∞]b(n), がともに収束するとし、Σ_[n=1,∞]a(n)=α,Σ_[n=1,∞]b(n)=βとすると

Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}
=lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{a(k)+b(k)}
=lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{a(k)}+lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{b(k)}
=α+β

で、できるようですね。

ここでまた、疑問が生じたのですが

Σ_[n=1,∞]a(n)=αに収束し,Σ_[n=1,∞]b(n)=∞のとき
同じようにして

Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}
=lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{a(k)+b(k)}
=lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{a(k)}+lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{b(k)}
=α+∞
=∞

とできそうなのですが、どこがいけないのですか??

また

Σ_[n=1,∞]a(n)=∞,Σ_[n=1,∞]b(n)=∞とすると

Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}
=lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{a(k)+b(k)}
=lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{a(k)}+lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{b(k)}
=∞+∞
=∞

も間違っているのでしょうか??

No.25658 - 2014/04/23(Wed) 20:51:25

Re: / らすかる
記号の使い方が正しくないようで、意味がよくわかりません。

> Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}=Σ_[n=1,∞]a(n)+Σ_[k=n,∞]b(n)
Σ_[k=n,∞]b(n) はb(n)にkが含まれていませんのでb(n)×∞となってしまいます。

> =lim_[n→∞]Σ_[n=k,n]{a(k)+b(k)}
Σ_[n=k,n]{a(k)+b(k)}の
n=k,nはどういう意味ですか?
nがkからnまで???
それと、これもnを動かすならば
a(k)+b(k)はnとは関係ありませんのでΣの外に出せます。
すると式にkが残りますから、一行前と一致しません。

意味がわかりませんので、書き直しをお願いします。

No.25660 - 2014/04/23(Wed) 21:59:43

Re: / ハレゾラ

本当に何度も見ていただいたのに申し訳ございません。

無限級数については、すべて「n=1から∞」
部分和についてはすべて「k=1からn」
のつもりで書いてました。

Σ_[n=1,∞]a(n), Σ_[n=1,∞]b(n), がともに収束する
ならば
Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}=Σ_[n=1,∞]a(n)+Σ_[n=1,∞]b(n)
をみたす。

の証明を探したところ、部分和を用いて

Σ_[n=1,∞]a(n), Σ_[n=1,∞]b(n), がともに収束するとし、Σ_[n=1,∞]a(n)=α,Σ_[n=1,∞]b(n)=βとすると

Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}
=lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{a(k)+b(k)}
=lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{a(k)}+lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{b(k)}
=α+β

をみつけました。

また、一度質問したのですが

Σ_[n=1,∞]a(n)=αに収束し,Σ_[n=1,∞]b(n)=∞のとき
同じように部分和を用いて

Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}
=lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{a(k)+b(k)}
=lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{a(k)}+lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{b(k)}
=α+∞
=∞

とできそうなのですが、どこがいけないのですか??

また

Σ_[n=1,∞]a(n)=∞,Σ_[n=1,∞]b(n)=∞のとき

Σ_[n=1,∞]{a(n)+b(n)}
=lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{a(k)+b(k)}
=lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{a(k)}+lim_[n→∞]Σ_[k=1,n]{b(k)}
=∞+∞
=∞

も間違っているのでしょうか??

No.25663 - 2014/04/23(Wed) 23:07:11

Re: / らすかる
∞は数ではありませんので
「α+∞」や「∞+∞」
のような計算はできません。
(このように式の中に「∞」を書くこと自体が誤りです。)

No.25666 - 2014/04/24(Thu) 01:36:31

Re: / ハレゾラ
何度も回答ありがとうございました。
No.25679 - 2014/04/24(Thu) 22:47:35
(No Subject) / tt
sinθ→0のときってθ→2nπですよね?
解答にθ→0と書いてありました

No.25638 - 2014/04/22(Tue) 21:08:16

Re: / みずき
それを言うなら、
sinθ→0のとき、θ→nπ(nは整数)
ですよね。

具体的な問題を書いていただいた方が
説明しやすいと思います。

No.25640 - 2014/04/22(Tue) 21:21:57
高校一年生です。集合と論証がわかりません。 / りさ
y≠yであると仮定すると、
x+ya=x'+y'a ー?@
a=−x−x'/y−y' という風に答えがなっているのですが、
どうしてこうなるのかわかりません。
a−a=−x−x'/y+y' になってしまいます。
どうかんがえればa=−x−x'/y−y' になるのかを教えて下さい。

No.25635 - 2014/04/22(Tue) 21:02:57

Re: 高校一年生です。集合と論証がわかりません。 / りさ
先ほど画像を載せ忘れていたので載せます!
No.25636 - 2014/04/22(Tue) 21:03:32

Re: 高校一年生です。集合と論証がわかりません。 / みずき
○1により、
ya-y'a=x'-x
a(y-y')=-(x-x')
今、y≠y'なのでy-y'で割れて
a=-(x-x')/(y-y')
となりますね。
(上記のように括弧でくくりましょう。)

No.25637 - 2014/04/22(Tue) 21:07:42

Re: 高校一年生です。集合と論証がわかりません。 / りさ
かっこでくくるといいんですね!
わかりました!すっきり

No.25644 - 2014/04/22(Tue) 22:05:53

Re: 高校一年生です。集合と論証がわかりません。 / りさ
ありがとうございます!
かっこでくくるといいんですね!
スッキリしました!

No.25645 - 2014/04/22(Tue) 22:06:35
(No Subject) / ヒキニート
代入法の原理ってどうやって証明するんですか?
No.25631 - 2014/04/22(Tue) 19:46:17
軌跡 / 名前
平面上の正方形ABCDに対し、∠APB=∠CPDを満たす点Pの軌跡を求めよ。

結果は以下の通りです。

・正方形ABCDの外接円の劣弧AD,BC
・線分AD,BCの垂直二等分線
・直線AC,BDのうち、正方形ABCDの外部

このうち

・線分AD,BCの垂直二等分線
・直線AC,BDのうち、正方形ABCDの外部

の部分については解決済みなのですが、

・正方形ABCDの外接円の劣弧AD,BC

の部分についての論証が分かりません。

△APBと△CPDの外接円が重なった部分であることまでは理解できますが、角度を分析することで導き出すことを考えています。

よろしくお願いします。

No.25630 - 2014/04/22(Tue) 19:42:39

Re: 軌跡 / みずき
ご質問が
「点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BC
にあるとき、∠APB=∠CPDが成立することを示す(確認する)
にはどうしたらよいか」
ということならば、
正方形ABCDの外接円における円周角の定理を考えれば
明らかと言えるのではないでしょうか。

No.25632 - 2014/04/22(Tue) 20:10:15

Re: 軌跡 / 名前
みずきさんへ
おっしゃるとおり

『点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BCにある』
⇒『∠APB=∠CPD』

については円周角の定理から成立しますが、質問では

『∠APB=∠CPD』
⇒『点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BCにある』

についての論証を考えています。

よろしくお願いします。

No.25633 - 2014/04/22(Tue) 20:40:19

Re: 軌跡 / みずき
> 質問では
>
> 『∠APB=∠CPD』
> ⇒『点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BCにある』
>
> についての論証を考えています。


たぶん誤解されていると思います。

『∠APB=∠CPD』
⇒『点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BCにある』

は正しくないですよね。名前さんご自身が書かれた答え
によれば、以下が正しいわけですよね。

『∠APB=∠CPD』
⇒「点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BCにある」
または「点Pが線分ADの垂直二等分線上にある」
または「点Pが直線ACのうち、正方形ABCDの外の部分にある」
または「点Pが直線BDのうち、正方形ABCDの外の部分にある」

したがって、正しくない命題
『∠APB=∠CPD』
⇒『点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BCにある』
を論証することはできません。

なお、名前さんは以下のように書かれていますね。
「このうち
・線分AD,BCの垂直二等分線
・直線AC,BDのうち、正方形ABCDの外部
の部分については解決済みなのですが、
・正方形ABCDの外接円の劣弧AD,BC
の部分についての論証が分かりません。」

これを読む限りでは、十分性を考えていると
読む以外にありません。
これを「必要性について書いているんだな」
と解釈することはできません。

No.25634 - 2014/04/22(Tue) 20:56:35

Re: 軌跡 / 名前
みずきさんへ

質問の
“・線分AD,BCの垂直二等分線
・直線AC,BDのうち、正方形ABCDの外部

の部分については解決済みなのですが、

・正方形ABCDの外接円の劣弧AD,BC

の部分についての論証が分かりません。”

の部分について

『∠APB=∠CPD』
⇒『正方形ABCDの外接円の劣弧AD,BC』
または
『線分AD,BCの垂直二等分線』
または
『直線AC,BDのうち、正方形ABCDの外部』

のうち、

『∠APB=∠CPD』
⇒『線分AD,BCの垂直二等分線』
と、
『∠APB=∠CPD』
⇒『直線AC,BDのうち、正方形ABCDの外部』

については解決済みで、

『∠APB=∠CPD』
⇒『点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BCにある』

についての論証がわからないという意図で書きました。

伝わりづらくてすいません。

No.25641 - 2014/04/22(Tue) 21:22:42

Re: 軌跡 / みずき
泥臭くやろうとするなら、P(x,y)とおいて
△ABPと△CDPに余弦定理を適用して・・・
とやるのでしょうが、腕力がいるでしょう。

幾何的に考察する方法もありますね。
A(-1,1),B(-1,-1),C(1,-1),D(1,1)とおいて
対称性から、x≧0かつy≧0の場合を調べる。
点Pが、
y軸上にある場合
x軸上にある場合
直線BD上にある場合
正方形ABCDの外接円周上にある場合
正方形ABCDの外接円の内部にある場合
正方形ABCDの外接円の外部にある場合
という具合に調べていけば良いと思います。
(上記の場合分けには重複部分があることに注意してください)

それにしても2008年の東大の問題に似ていますね。
(可能なら)参照してみられると得るものがあると思いますよ。

No.25643 - 2014/04/22(Tue) 21:40:43

Re: 軌跡 / 名前
2008年 東大 文系問3 の類題として出された問題で、
cos や tan の計算を進める解法

△APBと△CPDの外接円の共有点を追跡する解法
を思いつきましたが、
ここでは適当な補助点を設定することで P,A,B,C,D が共円であることを示すことを考えています。

よりしくお願いします。

No.25646 - 2014/04/22(Tue) 22:11:13

Re: 軌跡 / みずき
> 2008年 東大 文系問3 の類題として出された問題で、

そうでしたか。

> cos や tan の計算を進める解法
> や
> △APBと△CPDの外接円の共有点を追跡する解法
> を思いつきましたが、
> ここでは適当な補助点を設定することで P,A,B,C,D が共円であることを示すことを考えています。


ようやく名前さんの質問の意図・意味がつかめました。
このような関連事項は、質問とともに書かれた方が
良かったと思いますね。

さて、P,A,B,C,Dが共円であることを示したい、とのことですが、答えは、
『∠APB=∠CPD』
⇒「点Pが正方形ABCDの外接円の劣弧ADまたは劣弧BCにある」
または「点Pが線分ADの垂直二等分線上にある」
または「点Pが直線ACのうち、正方形ABCDの外の部分にある」
または「点Pが直線BDのうち、正方形ABCDの外の部分にある」
なのですから、A,B,C,Dとは共円にならないPも
存在しますよね。ですから、一般には言えないことになります。

線分ABの垂直二等分線と直線ACと直線BDを除いた場合
を考えている、ということですか?

(それとマルチポストはできる限り控えられることを
お勧めします。もう今更、という感じですが。)

No.25647 - 2014/04/22(Tue) 23:35:05

Re: 軌跡 / 名前
失礼しました。

Pが直線AB 直線CDの間で正方形の外部、かつ線分AD,BCの垂直二等分線にない場合のみ考えていただければ結構です。
(線分ADの垂直二等分線と直線ACと直線BDを除く)

No.25648 - 2014/04/22(Tue) 23:40:16

Re: 軌跡 / みずき
> Pが直線AB 直線CDの間で正方形の外部、かつ線分AD,BCの垂直二等分線にない場合のみ考えていただければ結構です。
> (線分ADの垂直二等分線と直線ACと直線BDを除く)


まず第一に、上記の3直線を除いて考える、というのが不自然に思われ、うまい方法がすぐには見つかりません。

第二に、本問を解くには、他に自然に思いつく解法があるために、どうしても共円を考えたい、というところに
やや疑問を覚えます。
(たとえば、共円で解くように(宿題として?)言われている、などの背景でもあるのでしょうか?)

第三に、私も人間ですから、興味を覚えない問題には、
あまり手を出そうと思いません。あしからず。

とはいえ、思いつきましたら、書くようにしますね。

No.25649 - 2014/04/22(Tue) 23:55:12

Re: 軌跡 / 名前
平面全体は4直線AB,BC,CD,DAによって9個の領域に分割され、Pがどの領域にあるかで場合分けが必要になりますが

Pが直線AB,CDの外側にある場合は直線ACと直線BD

Pが正方形の内部にある場合は線分ADの垂直二等分線

となり、これらについては自分で解決できたので考察対象からは除きました。

また、対象性を考慮して線分ADの垂直二等分線を除いた円弧部分のみを考えていただく形としました。

解法を共円で考えようとするのは、軌跡が円弧なら円周角の定理から導けるのではと考えたからです。

No.25650 - 2014/04/23(Wed) 00:26:52

Re: 軌跡 / みずき
理解しました。
もう、別掲示板にて回答が得られたようなので
これ以上は回答しませんが、
回答者が回答しやすいように
関連情報(問題の出典、すでに考えたこと、分からないポイント等)
はなるべく最初に出すようにすることをお勧めします。

No.25651 - 2014/04/23(Wed) 00:37:23

Re: 軌跡 / 名前
ご回答いただき、ありがとうございました。
No.25654 - 2014/04/23(Wed) 00:56:38
方程式の解 / ヨウ
皆さん、
第二問題、第3問題がわからないです。どうか教えてください。

No.25624 - 2014/04/22(Tue) 16:44:11

Re: 方程式の解 / ヨウ
私の解き方です。
No.25625 - 2014/04/22(Tue) 16:44:51

Re: 方程式の解 / みずき
> 私の解き方です。

(2)
√7x-11≧0⇔x≧11/√7において、x=1/(√7-4)
が出てきたわけですね。
出てきただけでは答えにならないことに注意しましょう。
このxがちゃんと不等式を満たすか確認しなくてはいけません。
今の場合、
x=1/(√7-4)
はそもそも負なので、これはx≧11/√7を満たしません。
よって、これは答えになりません。

(3)
今、a>0ですから、次のようになります。
ax-11≧0⇔x≧11/aのとき、x=1/(a-4)
(aが4でないことに注意しましょう。)
ax-11<0⇔x<11/aのとき、x=21/(a+4)

(?T)
前者の場合、
1/(a-4)≧11/a
を考える必要があります。

(?@)a-4>0⇔a>4のとき、両辺にa(a-4)>0をかけて
a≧11(a-4)⇔10a≦44⇔a≦4.4
つまり、4<a≦4.4
しかし、これを満たす整数aは存在しません。

(?A)a-4<0⇔a<4のとき、両辺にa(a-4)<0をかけて
a≦11(a-4)⇔10a≧44⇔a≧4.4
つまり、a<4かつa≧4.4
しかし、これを満たす数は存在しません。

(?U)
後者の場合、
21/(a+4)<11/a
を考える必要があります。
両辺にa(a+4)>0をかけて
21a<11(a+4)⇔10a<44⇔a<4.4
今、a>0なので、0<a<4.4
よって、a=1,2,3,4

この各々のときに、21/(a+4)が整数になるかどうかを
調べます。

a=1のとき、21/5は整数ではありません。
a=2のとき、21/6は整数ではありません。
a=3のとき、21/7=3となり十分。
a=4のとき、21/8は整数ではありません。

以上により、a=3で、そのときの正の整数解はx=3

No.25626 - 2014/04/22(Tue) 17:09:03

Re: 方程式の解 / ヨウ
詳しく教えてくださり、ありがとうございました。
ホントに助かりました!

No.25639 - 2014/04/22(Tue) 21:14:29
P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)を式で / Kaori
確率の授業です(初学者です)。外人の先生なので英語が聞き取れずよくわかりませんでした。

σ^2が分散, w_1,w_2,…,w_{n-1}がN(0,σ^2)の確率変数の時,
lim_{n→∞}P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)=1
となるそうなのですが(cは定数)これは大数の法則と呼ばれるものなのでしょうか?

ここでw_1,w_2,…,w_{n-1}は
w_1=1/(σ√(2π))exp(-x_1^2/(2σ^2)),
w_2=1/(σ√(2π))exp(-x_2^2/(2σ^2)),
:
w_{n-1}=1/(σ√(2π))exp(-x_{n-1}^2/(2σ^2)),
というx_1,x_2,…,x_{n-1}を独立変数とする関数という解釈で大丈夫でしょうか?
この時,w_1,w_2,…,w_{n-1}は正値ですよね?

そして, x=0の時が最大値(最頻値)を取るので
0<w_1≦1/(σ√(2π))
0<w_2≦1/(σ√(2π))
:
0<w_{n-1}≦1/(σ√(2π))
となり,
0<Σ_[k=1..n-1]w_k≦(n-1)/(σ√(2π))
よって
max|Σ_[k=1..n-1]w_k|=(n-1)/(σ√(2π)),
従って,
P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)は確率密度関数(釣鐘型曲線)の-∞からcσ√nまでの積分だから
n→∞の時,上端cσ√n→+∞なので
lim_{n→∞}P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)=1
と解釈しました。

それでもって

[問] P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)を式で表せ。
という問題なのですが,どのように解けばいいのでしょうか?

No.25621 - 2014/04/22(Tue) 09:18:24

Re: P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)を式で / ペンギン
誤解されているようです。
w_1=1/(σ√(2π))exp(-x_1^2/(2σ^2))

ではなく、
値w_1のときの確率密度p(w_1)が
p(w_1)=1/(σ√(2π))exp(-w_1^2/(2σ^2))

となります。

w_1は-∞から∞まで任意の値をとることができます。

問題文に関しては、"max"がどこにかかっているのかが分からなかったので、お答えできませんが・・・。

No.25629 - 2014/04/22(Tue) 18:52:28

Re: P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)を式で / Kaori
有難うございます。とても参考になります。

> 問題文に関しては、"max"がどこにかかっているのか
> が分からなかったので、お答えできませんが・・・。


失礼いたしました。
max|Σ_[k=1..n-1]w_k|

max{|w_1|,|w_1+w_2|,…,|w_1+w_2+…+w_{n-1}|
の意味でした。

No.25652 - 2014/04/23(Wed) 00:45:31

Re: P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)を式で / Kaori
> ではなく、
> 値w_1のときの確率密度p(w_1)が
> p(w_1)=1/(σ√(2π))exp(-w_1^2/(2σ^2))


えっ!?
p(w_1)は累積分布関数(つまり,積分式)ではないのでしょうか?
http://case.f7.ems.okayama-u.ac.jp/statedu/term/cdfpdf/node1.html

No.25665 - 2014/04/24(Thu) 00:39:02

Re: P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)を式で / Kaori
失礼致しました。

k=1,2,…,n-1に関して
f(w_k)=1/(σ√(2π))exp(-w_k^2/(2σ^2))

P(f(w_k))=∫[-∞..+∞]f(w_k)dw_k
でした (^_^;)

そして,新たな情報です。
w_k∈[-3σ,3σ]でP(w_k<3σ)≒0.997だそうです。

また,
w_k〜N(0,σ^2)の時,
w_1+…+w_{n-1}〜N(0,(n-1)σ^2)
です(これは中心極限定理ですね)。

さらに
lim_{n→∞}(1/√n)Σ[k=1..n]w_k
からBrownian motion, Weiner mortionを使って証明.
これは
Donskier's Invariance Principleと言って中心極限定理を一般化した定理だそうです。

部分部分の情報で誠に申し訳ありません。

No.25667 - 2014/04/24(Thu) 01:37:17

Re: P(max|Σ_[k=1..n-1]w_k|≦cσ√n)を式で / Kaori
Weiner mortion

Weiner distribution

でした。

追加情報です。

N(0,σ^2)〜x_1,x_2,…がi.i.d(独立同時分布)の時,
lim_{n→∞}P(max{|x_i|}≦σ√(2nlog(n)))=1
は既知だそうです。

No.25668 - 2014/04/24(Thu) 05:48:50
固有値を求める問題 / まさ
5番の問題がわかりません。よろしくお願いします。
No.25620 - 2014/04/22(Tue) 01:18:24

Re: 固有値を求める問題 / ペンギン
Aの固有ベクトルをv=(x_1,x_2,・・・x_n)、固有値をλとします。
このとき、Av=λvが成り立ちます。

vの要素の中で最大値をx_mとすると、
(Av)_m=Σ_{j=0〜n}a_{mj}x_j = λv_m=λx_m・・・?@

x_m=max(x_j)なので、x_j≦x_mと、仮定より、
Σ_{j=0〜n}a_{mj}x_j≦Σ_{j=0〜n}a_{mj}x_m
=x_mΣ_{j=0〜n}a_{mj}=x_m

なので、?@より、λ≦1

No.25627 - 2014/04/22(Tue) 18:46:06

Re: 固有値を求める問題 / ペンギン
補足です。

vの要素が全て負の時は、-vを考えると、
常にx_m≧0が成り立つようにすることができます。

x_m=0のときは、v=0となるので除外すると、
x_m>0とすることができます。

No.25628 - 2014/04/22(Tue) 18:49:10
積分の式変形 / まさ
鉛筆で囲ってある、矢印で示した式変形がなぜそうなるかよくわかりません。よろしくお願いします。
No.25613 - 2014/04/21(Mon) 22:10:22

Re: 積分の式変形 / angel
∫[a,b]f(x)dx - ∫[a,c]f(x)dx = ∫[c,b]f(x)dx だからですね。積分範囲に-∞があるので極限の話なのですが、成立するのは同じ。

それとも和の形の方が分かり易い…?
∫[a,c]f(x)dx + ∫[c,b]f(x)dx = ∫[a,b]f(x)dx

No.25615 - 2014/04/21(Mon) 22:17:41

Re: 積分の式変形 / まさ
ありがとうございます
No.25618 - 2014/04/21(Mon) 23:10:56
高校一年生です。集合と論証が、わかりません。 / あかり
2には、有理数
3には、無理数という言葉が入るのですが、
それ以外の1.4.5に、当てはまる式がわかりません。
なぜそうなるのから詳しく書いて頂けると嬉しいです。

よろしくお願いします。

No.25612 - 2014/04/21(Mon) 21:49:01

Re: 高校一年生です。集合と論証が、わかりません。 / angel
2,3の答えは納得できてますか…? 答えだけ覚えても役には立たないのですが。

それはそれとして、
1.
 ?@の等式をaに関する一次方程式と考えれば…
 a同士を左辺にまとめて、それ以外を右辺にまとめて…
4.
 この証明自体が「背理法」の形式を採っていることに注意。
 「○○であると仮定すると〜より××に反する ( もしくは『矛盾する』とか )」ですね。
 こうくると、「よって○○ではない」となるわけで、ここには仮定した条件の否定形が来るのです。
5.
 4ができれば、問題文の通り?@に代入すれば…
 ※最終的に示すのが「x=x'かつy=y'」なのだから、それに近い形になるはずですね。
 ※もっと言うと、4,5を併せると「x=x'かつy=y'」になります。

No.25616 - 2014/04/21(Mon) 22:25:57
面積比 / ヨウ

∠BCA=∠ABC , ∠BAD=∠ACE , ∠DBA=∠EACなので
△CBAと△ABD,△CAEが互いに相似関係となる
CB=6,AB=4,CA=5より相似比は6:4:5なので
ここまではわかりますが、
第二問の面積比は6^2:4^2:5^2=36:16:25でありことは理解できません。

No.25609 - 2014/04/21(Mon) 20:58:31

Re: 面積比 / angel
相似比が a:b:c とあれば、面積比は a^2:b^2:c^2 なのです。
それが相似形の性質。
※もし立体なら、体積比 a^3:b^3:c^3 というのもあります

最も分かり易い例としては、大きさの違う正方形 ( 全て相似形 ) とか。
一辺 a[cm], b[cm], c[cm] の正方形の面積はそれぞれ a^2[cm^2], b^2[cm^2], c^2[cm^2] で、面積比 a^2:b^2:c^2 になりますよね。
形は違っても、この「比」というのは同じように考えられるのです。

No.25617 - 2014/04/21(Mon) 22:29:46

Re: 面積比 / ヨウ

教えてくれてありがとうございました

No.25623 - 2014/04/22(Tue) 13:46:43
(No Subject) / ヨウ
|x-1|≦3でありことは、x^2-2X-8≦0 であるための必要十分条件である。

どうしてですか 教えて下さい

|x-1|≦3は
X≦2またはX≧-2
x^2-2X-8≦0 は
-2≦X≦4

No.25603 - 2014/04/21(Mon) 00:12:54

Re: / らすかる
> |x-1|≦3は
> X≦2またはX≧-2


これは正しくありません。
「X≦2またはX≧-2」というのは「Xは任意の実数」と同じことです。
任意の実数xに対して|x-1|≦3が成り立つわけはないですね。
|x-1|≦3は
x-1≧0すなわちx≧1のとき
x-1≦3からx≦4
∴1≦x≦4 … (1)
x-1<0すなわちx<1のとき
-(x-1)≦3からx≧-2
∴-2≦x<1 … (2)
(1)(2)を合わせて -2≦x≦4
よってx^2-2x-8≦0の解と同一になります。

No.25605 - 2014/04/21(Mon) 00:19:27

Re: / ヨウ
教えてくれてありがとうございました
No.25610 - 2014/04/21(Mon) 21:06:03
三角関数の実数解条件 / ハレゾラ(浪人)
問題
 次のx,yの連立方程式
  cosx+2cosy=a
  sinx+2siny=b
が実数解をもつための条件をa,bを用いて表せ。

この問題の解答途中で
  cosy=1/2(a-cosx)…?@
  siny=1/2(b-sinx)…?A
と変形したあと、実数yが存在するための必要十分条件がcos^2y+sin^2y=1に?@?Aを代入した式になるのはなぜですか?

自分は弧度法から、yは半径1の円の弧の長さだからこれが実数で存在??などと考えてみたのですが…いまいちイメージがわきません。
どの定義まで考えればいいですか??
お願いします。

No.25602 - 2014/04/20(Sun) 23:51:37

Re: 三角関数の実数解条件 / らすかる
> 実数yが存在するための必要十分条件がcos^2y+sin^2y=1に?@?Aを代入した式になるのはなぜですか?

yが存在すれば(cosy)^2+(siny)^2=1は成り立ちます。
(cosy)^2+(siny)^2=1を満たすcosy,sinyが存在すればyが存在します。
よって「cos^2y+sin^2y=1に?@?Aを代入した式」は「実数yが存在するための必要十分条件」となります。

No.25604 - 2014/04/21(Mon) 00:15:08

別解(図形/ベクトル) / angel
別解です。参考まで。

(cosx,siny)という長さ1のベクトルと(2cosy,2siny)という長さ2のベクトルの和と考えれば、三角不等式が活用できます。

添付の図において、OP=1, PQ=2 で、Qはまた(a,b)にも一致します。
で、O,P,Qが一直線上に来る場合も含め、三角不等式は
 |OP-PQ|≦OQ≦OP+PQ
つまり、1≦OQ=√(a^2+b^2)≦3

これは必要条件です。なので、十分条件を吟味する必要があります。
が、1≦OQ≦3であれば、Qはどこにあっても構いません。
※「構いません」というのは、適切なx,yによってOP=1,PQ=2とできるということ
これは、一例作ってみて、Qの場所に応じて原点周りに回転してみればわかります。

ということで、結局必要十分条件は 1≦√(a^2+b^2)≦3、ルートを外して 1≦a^2+b^2≦9 です。

No.25614 - 2014/04/21(Mon) 22:11:58

Re: 三角関数の実数解条件 / ハレゾラ(浪人)
回答ありがとうございます。

らすかるさんへ
ですが、まだいまいちつかめていないです。
そもそも
   ?T実数yが存在するならば(cosy)^2+(siny)^2=1
   ?U(cosy)^2+(siny)^2=1ならば実数xが存在する
を証明するにはどうしたらいいんですか??
※質問におけるyをxに変えました。


angelさんへ
cosx+2cosy=2,siny+cosy=2を満たす実数xyが存在する
⇒△OPQが存在する(O,P,Qが一直線上である場合も含む)

△OPQが存在する(O,P,Qが一直線上である場合も含む)
⇔三角不等式1≦OQ≦3が成り立つ

 
一方
三角不等式1≦OQ≦3が成り立つ

cosx+2cosy=2,siny+siny=2を満たす実数xyはOP=1,PQ=2となるようにPをとれば必ず存在する

というような感じでしょうか?

No.25619 - 2014/04/21(Mon) 23:23:06

Re: 三角関数の実数解条件 / らすかる
> ?T実数yが存在するならば(cosy)^2+(siny)^2=1

(cosy,siny)は単位円上の点ですから(cosy)^2+(siny)^2=1です。

> ?U(cosy)^2+(siny)^2=1ならば実数xが存在する

(cosy,siny)は単位円上の点ですからyが存在します。

No.25657 - 2014/04/23(Wed) 05:13:32

Re: 三角関数の実数解条件 / ハレゾラ
らすかるさんへ

三角関数の定義で(cosy,siny)が単位円上の点であることを考えればよかったのですね。

何度もありがとうございました。

No.25659 - 2014/04/23(Wed) 21:10:52
(No Subject) / ヨウ
http://i.imgur.com/UYsVL9u.jpg

中心角=360°(半径1の円周/半径3の円周)=(2π*1/2π*3)=120°
面積=π*3^2/3=3π
ここまではわかります。
第二問からは解き方ができませんでした。
詳しく教えていただけますか
以下は答案です。
l/2=√(OA^2+OP^2-2OA*OPcos(120°/2))= √(3^2+2^2-6)
= √7
l=2√7
OP=3/2
l=2*( 3/2)*√3=3√3

No.25599 - 2014/04/20(Sun) 20:18:34

Re: / みずき
> 第二問からは解き方ができませんでした。
> 詳しく教えていただけますか


(?@)
直円錐の展開図で考えます。
展開図の扇形の弧の両端がAで、弧の中央にBがあります。
点Pは線分OB上の点ですね。
今、l(エル)は、
一方のAからPまでの距離+もう一方のAからPまでの距離です。
この2つは等しいので、三角形OAPに余弦定理を適用して(∠AOP=60°に注意して)、
l=2AP=2√(2^2+3^2-2*2*3*cos60°)=2√7

(?A)
OP=xとおくと、(?@)と同様に考えて、
l=2AP=2√(x^2+3^2-2*x*3*cos60°)
=2√{(x-3/2)^2+27/4}
(√内を平方完成しました)
√内は下に凸の放物線なので、x=3/2のとき、lは最小になります。
また、このとき、l=2√27/4=3√3

No.25607 - 2014/04/21(Mon) 13:14:43

Re: / ヨウ
わかりました。どうもありがとうございました。
いつもお世話になっております。

No.25608 - 2014/04/21(Mon) 19:55:35
数列 / ふぇるまー
実はわたくしインフルエンザにかかりまして、数列が結構卯分からなくなってしまったのです。独学で現在追いついているのですが、ヨッシー掲示板の皆さんで貼付写真の256、258、259の開設をして戴けないでしょうか。よろしくお願い致します。
No.25594 - 2014/04/20(Sun) 14:21:03

Re: 数列 / X
256)
初項をa、公差をdとすると条件から
a+4d=20 (A)
Σ[k=1〜5]{a+(k-1)d}=50 (B)
(A)(B)をa,bについての連立方程式と見て解きます。
(まずは(B)の左辺を簡単にしましょう)

No.25595 - 2014/04/20(Sun) 16:25:53

Re: 数列 / X
258)
(1)
初項から第n項までの和が負であるとすると
Σ[k=1〜n]{70-4(k-1)}<0
これをnについての不等式と見て解き、
解を満たす自然数nの最小値を求めます。

(2)
初項から第n項までの和をS[n]とすると
a[n]≧0のときS[n]は単調に増加し
a[n]<0のときS[n]は減少に転じます。
従って問題は
a[n]≧0を満たす最大の自然数nを求める
ことに帰着します。
後の考え方は(1)の場合と同じです。

No.25596 - 2014/04/20(Sun) 16:31:12

Re: 数列 / ふぇるまー
Σの記号をまだ習ってないので出来れば、これを使わないやり方を教えてもらえるとありがたいです、すいません。
No.25597 - 2014/04/20(Sun) 18:25:59

Re: 数列 / X
256)の場合は和を取る項数が5個と少ないので力押しで
(B)の代わりに
a+(a+d)+(a+2d)+(a+3d)+(a+4d)=50
としても計算できます。

しかし、258)に関しては明らかに初項から第n項までの
和をnの式で表す必要があり、Σの公式を使うのが
一般的だと思います。
等比数列の和とは異なり、等差数列の和は
Σの公式で容易に置き換えることができますので
公式があっても記憶して使うことはほぼありません。
その意味で258)についてはΣの使い方を理解してから
再度解くことをお勧めします。

No.25606 - 2014/04/21(Mon) 02:18:40

Re: 数列 / ふぇるまー
わざわざありがとうございます!
No.25611 - 2014/04/21(Mon) 21:27:27
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