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文系早稲田の数学 / るしだ
以前にも同じ問題を質問したのですが
パソコンが故障していたため補足できませんでした。
なので再度分からない所を質問させてください。
f(x)=Σ[k=1〜100]|kx‐1|=|x‐1|+|2x‐1|+|3x‐1|+‥‥+|100x‐1|を最小にするxの値を求めよ。
【前回頂いた回答】
a[k]=kx-1
と置くと
f(x)=Σ[k=1〜100]|a[k]|
(i)k=1,…,100に対し、a[k]>0のとき
1/k<x(k=1,…,100)
なので
1<x・・・(A)
f(x)=Σ[k=1〜100]a[k]=…
(ii)k=1,…,100に対し、a[k]<0のとき
x<1/k(k=1,…,100)
なので
x<1/100・・・(B)
このとき
f(x)=-Σ[k=1〜100]a[k]=…
(iii)
(i)(ii)以外、つまり1/100≦x≦1のとき
0<xなのでa[k]はkに関して単調増加になる。
よって
k≦iのときa[k]≦0
i+1≦kのとき0≦a[k]
となるようなiを考えることができる。
【このとき
ix-1≦0
0≦(i+1)-1
これより
1/(i+1)≦x≦1/i
このとき
f(x)=-Σ[k=1〜i]a[k]+Σ[k=i+1〜100]a[k]
=…
となる。

後は(i)(ii)(iii)の結果を元に、境界となっている
x=1/k(k=1,…,100)
のときのf(x)の値、つまり
f(1/k)(k=1,…,100)
の値の大小関係を考る。
これらのうち、最も小さい値に対するxの値が求める値
となる。】
疑問点?@
【ix-1≦0
0≦(i+1)-1
これより
1/(i+1)≦x≦1/i】これは一体どこから出てきた式でどういう意図をもって変形されたんでしょうか?
よくわかりません。
疑問点?A
【後は(i)(ii)(iii)の結果を元に、境界となっている
x=1/k(k=1,…,100)
のときのf(x)の値、つまり
f(1/k)(k=1,…,100)
の値の大小関係を考る。
これらのうち、最も小さい値に対するxの値が求める値
となる】
どうしてx=1/kが境界だと分かるんでしょうか?
図を書いてもよくわかりません。(図の描き方が間違っているのかもしれません。)
この問題にかれこれ2ヶ月近くかけているのですがいまだによくわかりません。
このあたりでしっかり理解しておきたいので僭越ですが
誰か分かる方教えてください。よろしくお願いします。

No.17509 - 2012/04/27(Fri) 23:22:12
数学苦手です / 新妻
三角形の成立条件について
△ABCの3辺をa,b,cとすると
三角形の成立条件は、(2辺の長さの和)>(残りの1辺の長さ)なので
a+b>c
a+c>b
b+c>aというのはわかるのですが、
正確には答によると、a+b>cかつa+c>bかつb+c>a
とあります。
ここで疑問なのですがどうして「または」じゃダメなんでしょうか?
「すべて成り立たないといけないから「かつ」だ」というのもなんとなく分かるのですが
a+b>cまたはa+c>bまたはb+c>aとしてもこの中のうちどれか1つでもあったら
例えばa+b>cだけで三角形は成立することがわかりますよね?
どうして「または」じゃなく「かつ」なんでしょうか?
誰か分かる方教えてください。お願いします。

No.17506 - 2012/04/27(Fri) 21:13:56

Re: 数学苦手です / ヨッシー
a+b>c だけ、あるいは a+b>c かつ a+c>b だけだと
a=10, b=1, c=1 でも、良いことになってしまいます。
やはり、b+c>a も必要なのです。

No.17507 - 2012/04/27(Fri) 22:27:11
(No Subject) / はーい
y=xsin1/xってどんなグラフですか?
No.17505 - 2012/04/27(Fri) 20:01:38

Re: / ヨッシー
こんな感じです。
y軸対称です。
x→0,x→∞ で、どうなるかは考察してください。

No.17508 - 2012/04/27(Fri) 23:15:24
式変形が! / Phiona
n≧hとする時,
Σ_{k=0}^{n-h} nC(n-k) (n-h)!/(n!h!)=Σ_{k=0}^{n-h} 1/(n-k-h)!k!
と変形できる事を示す問題なのですがなかなか上手くいきません。

Σ_{k=0}^{n-h} nC(n-k) (n-h)!/(n!h!)=Σ_{k=0}^{n-h} n!/(k!(n-k)!) (n-h)!/(h!n!)
=Σ_{k=0}^{n-h} 1/(k!(n-k)!) (n-h)!/h!
=Σ_{k=0}^{n-h} (n-h)!/(k!(n-k)!h!)
=Σ_{k=0}^{n-h} (n-h)(n-h-1)…2・1/((n-k)(n-k-1)…(n-h)(n-h-1)…2・1k!h!)
=Σ_{k=0}^{n-h} 1/((n-k)(n-k-1)…(n-h+1)k!h!)
からどうしても
Σ_{k=0}^{n-h} 1/(n-k-h)!k!に持っていけません。どうすればいいのでしょうか?

No.17503 - 2012/04/27(Fri) 12:47:58

Re: 式変形が! / ヨッシー
右辺の最後の k! が、分子とも分母とも受け取れますが、
分子なら k!/(n-k-h)! と書くだろうと推測して、分母だとします。

n=4, h=2 とすると、
(左辺)=Σ[k=0〜2]4C(4-k)・2!/(4!2!)=(4C4+4C3+4C2)/4!=(1+4+6)/24=11/24
(右辺)=Σ[k=0〜2]1/(2-k)!k!=1/2+1/1+1/2=2

となり一致しないので、式のどこかに誤りがあるのではないでしょうか?

No.17504 - 2012/04/27(Fri) 14:25:00
(No Subject) / はーい
y=1/xsin1/xってどんなグラフですか?
No.17501 - 2012/04/26(Thu) 23:24:51

Re: / ヨッシー
f(x)=(1/x)sin(1/x) とします。
f(-x)=f(x) なので、y軸対称のグラフになります。

x>0 の部分は下の図のようになります。
-1≦sin(1/x)≦1 なので、
y=1/x と y=-1/x の間に存在します。
x>1/π の部分では、sin(1/x)>0 なので、
y>0 の領域にあり、y=0 に収束します。
0<x<1/π では、sin(1/x) の符号が入れ替わり、激しく振動します。

No.17502 - 2012/04/27(Fri) 09:44:07
方針 / ばる0
3点ABCが作る平面π上にその平面上にないある点Dから垂線をおろしました。その垂線の足Hの座標を求めよ、という場合に最速の方法を教えてください。(ABCDの座標は与えられているとします)

途中経過
ベクトルCH・ベクトルAB=0
ベクトルCH・ベクトルAC=0
からπへの法線ベクトルが分かる。

この後を教えてください

No.17498 - 2012/04/25(Wed) 21:53:08

Re: 方針 / ヨッシー
ベクトルCHはベクトルDHの誤りだとして、
Hはまだわかっていませんので、
 法線ベクトルを(x,y,z)として、
といったふうになります。これと、ABACとの
垂直から法線ベクトルを求めます。

式の数からいうと、ベクトルの外積
使った方が、早く法線ベクトルが求められます。
同時に、平面πの式も出しておきます。

このあと、Dを通って、上で求めた法線ベクトルを、方向ベクトル
とする、直線の式を、媒介変数形式で求めて、平面πの式に
代入して、求めた交点が点Hとなります。

他にも、
 AH=sAB+tAC
と置いて、DHABACとの垂直から
s、tを求めるという方法もあります。
 

No.17499 - 2012/04/25(Wed) 23:57:49
数学が苦手な文系です。この問題が分かりません。 / えいじ
x^2+px+p^2-3=0が0 解答では放物線の軸の位置で場合分けをしています。
その中で分からなかったのが解答では3つ目の場合となっているんですが
0<-p/2<1のときです。
このとき0<x<1内に少なくとも1つ解をもつ条件が
【f(-p/2)≦0】 かつ 【f(1)>0またはf(0)>0】とあるのですが、
これを【f(-p/2)≦0かつf(1)>0】または【f(-p/2)≦0かつf(0)>0】としても問題ないのでしょうか?
だとしても少しひっかかるところがあります。

【f(-p/2)≦0かつf(1)>0】・・・?@または【f(-p/2)≦0かつf(0)>0】・・・?Aとすると
?@のときにはf(0)>0かつf(1)>0となる場合があるし
?Aにも同様にf(0)>0かつf(1)>0となる場合がありますよね?
?@または?Aとしてしまうと最終的には?@と?Aのそれぞれの条件範囲を合わせるのですから、ダブルカウントしてしまう気がするんですがどうなんでしょうか?
頭の中のもやもやがずっと抜けません。
どなたか分かる方教えてください。お願いします。

No.17496 - 2012/04/24(Tue) 23:22:16

Re: 数学が苦手な文系です。この問題が分かりません。 / ヨッシー
ダブルカウントしても良いのです。
例えば、
【f(-p/2)≦0かつf(1)>0】から 1<p<3
【f(-p/2)≦0かつf(0)>0】から 2<p<4
という結果が得られたら、答えは
 1<p<4
です。2<p<3 の部分がダブっていますが、問題ありません。

No.17497 - 2012/04/25(Wed) 06:22:44
(No Subject) / あsf
2点(1,2,-3) (-4,1,5)を通る直線の方程式は?

答えとともにお願いします

No.17494 - 2012/04/24(Tue) 22:08:09

Re: / ヨッシー
例えば、
点(6, 3, -11) を通って、、ベクトル(5, 1,-8) に平行な
直線の式は?
と言われたら、わかりますか?

No.17495 - 2012/04/24(Tue) 22:38:48
完全平方式について教えてください / はなしろ
xの2次式(a^2-1)x^2+(a+1)x+1が完全平方式となるような
aの値を求めよ

いろいろ参考書で公式をみたんですけど上の様なものが見つからなかったのでお願いします。

No.17491 - 2012/04/24(Tue) 13:21:09

Re: 完全平方式について教えてください / ヨッシー
(a^2-1)x^2+(a+1)x+1=A(x−α)^2
の形に書けたとすると、
 (a^2-1)x^2+(a+1)x+1=0
は、重解x=αを持ちますから、(a^2-1)x^2+(a+1)x+1 の判別式が
0になるaを見つけます。
 aの値としては、a=-1, 5/3 が求められますが、
a=−1では二次式になりませんので、a=5/3。
このとき、
 (与式)=(4x/3+1)^2
と書けます。

No.17492 - 2012/04/24(Tue) 17:56:35

Re: 完全平方式について教えてください / はなしろ
一番目の上の式のA(x-a)^2どっから出てくるんですか?
No.17630 - 2012/05/22(Tue) 18:03:48

Re: 完全平方式について教えてください / ヨッシー
どっからもなにも、こういう形の式を「完全平方式」というのであって・・・
No.17631 - 2012/05/22(Tue) 20:11:21
数列教えてください / B
3つの数a,b,abがあって、条件a<0<bを満たす。
これら3つの数を適当に並べると等差数列になり、
このとき、b=a□

である。また、この条件のもと、3つの数を適当に並べると
等差数列になり、このとき、

(a.b)=( ), ( , )

である。

数列は苦手で混乱して解けなくなりました。
 
よろしくお願いします。

No.17486 - 2012/04/23(Mon) 23:44:25

Re: 数列教えてください / ヨッシー
前半は、「等比数列」ですよね?
これが、No.17457 の記事で書いた「根本的な誤り」です。

a,b,ab の中で、b のみ正で、他は負なので、
これらが等比数列になるのは、
 a,b,ab か ab,b,a
の並び順のときです。いずれにしても、
 b^2=a・ab
が成り立ち、b≠0 より 両辺bで割って
 b=a^2  ・・・答1
となります。

このとき、3数は、a,a^2,a^3 となり、a^2 のみ正なので、
等差数列に並べたとき、中央に来るのは、a か a^3 です。

a^3, a, a^2 または a^2, a, a^3 の場合
 2a=a^3+a^2
a で割って、
 a^2+a−2=0
これより a=-2, 1

a, a^3, a^2 または a^2, a^3, a の場合
 2a^3=a+a^2
aで割って、
 2a^2−a−1=0
これより a=-1/2, 1

以上より
 (a,b)=(-2,4) , (-1/2, 1/4)

No.17489 - 2012/04/24(Tue) 06:59:40
(No Subject) / I
2次方程式についてです。

xについての2次方程式
    x2乗+2sx+2s+6=0・・・・(*)
を考える。
 方程式(*)が虚数解をもつような実数sの値の範囲は、次の?@〜?Cである。

?@ p<s<q ?A p≦s≦q

?B s<p,q<s ?Cs≦p,q≦s

ただし、p=

    q=
である。

特に,(*)の虚数解の1つの虚部は√3であるときは,
     s=    または   s=

である。

また、s=pのとき、(*)は重解(重複解)□□+√□をもち、
   s=qのとき、(*)は重解□□−√□をもつ。

どのように計算してよいかわかりません。
解の公式を利用しようとしても、なかなか解けませんでした。 
 

No.17485 - 2012/04/23(Mon) 23:23:03

Re: / ヨッシー
判別式を取って、
 s^2−2s−6<0
これを解いて、
 1-√7<s<1+√7

虚部が√3であるとき、
 s^2−2s−6=-3
より、s=-1,3

解の公式より
 x=−s±√(s^2−2s−6)
であり、これが重解となるとき、x=−s(重解)
s=1−√7 のとき x=−1+√7(重解)
s=1+√7 のとき x=−1−√7(重解)

No.17490 - 2012/04/24(Tue) 07:11:52
どうしても式変形がわかりません / Aki
式変形での質問です。

lim_{n→∞}lim_{k→∞}∫_0^n x(1-x/k)^k dx
=lim_{n→∞}∫_0^n x(1-x/n)^n dx

とどうして変形できるのでしょうか?

No.17479 - 2012/04/23(Mon) 06:35:25

Re: どうしても式変形がわかりません / rtz
lim_{n→∞}lim_{k→∞}∫_0^n x(1-x/k)^k dx
=lim_{m→∞}lim_{n→∞}∫_0^m x(1-x/n)^n dx …☆
はいいですよね(n→m、k→n)。

「m→∞、n→∞」を前提として、
☆の積分範囲として、0〜mを0〜nに変えて結果が変わるでしょうか、
という話ではないでしょうか。

No.17483 - 2012/04/23(Mon) 17:05:07

Re: どうしても式変形がわかりません / Aki
> lim_{n→∞}lim_{k→∞}∫_0^n x(1-x/k)^k dx
> =lim_{m→∞}lim_{n→∞}∫_0^m x(1-x/n)^n dx …☆
> はいいですよね(n→m、k→n)。


はい、大丈夫です。

> 「m→∞、n→∞」を前提として、
> ☆の積分範囲として、0〜mを0〜nに変えて結果が変わるでしょうか、
> という話ではないでしょうか。


つまり, lim_{m→∞}lim_{n→∞}∫_0^m x(1-x/n)^n dx

lim_{m→∞}lim_{n→∞}∫_0^n x(1-x/n)^n dx
は等しいかという事ですね。

うーん、一見等しいようには感じますがどうしてかと問われると理由が分かりません。
どうして等しいといっていいのでしょうか?

No.17487 - 2012/04/24(Tue) 00:23:32

Re: どうしても式変形がわかりません / rtz
非積分関数自体に文字の変化はありませんから、
積分の結果(±∞や、特定の値、収束しない)に影響を与えるのは、
0〜mの範囲の積分を、0〜nの範囲の積分に変えた点だけです。

ここで、どのみちmにしろnにしろm,n→∞にしてしまっているので、
結果に変化はないということです。

解説自体がこの後どうしてるのかは分かりませんが、
気になるようでしたら別の文字のままでもよろしいのでは。

No.17493 - 2012/04/24(Tue) 18:29:09

Re: どうしても式変形がわかりません / Aki
お陰様で漸く解決できました。
No.17500 - 2012/04/26(Thu) 05:29:19
(No Subject) / kio
次の条件を満たす平面の方程式を求めよ。
(1)点(3,4,-2)を通り、平面x-4y+2z=5に平行な平面。
(2)点(1,2,4)を通り、直線x-1=(y+3)/2=(2-z)/3に垂直な平面。

理由も添えてお願いします

No.17478 - 2012/04/23(Mon) 00:10:56

Re: / ヨッシー
例えば、
 点(3, 4, -2) を通って、ベクトル (1, 4, 3) に垂直な平面の式
は、書けますか?

(1)
平面x-4y+2z=5 の法線ベクトルはわかりますか?
(2)
直線x-1=(y+3)/2=(2-z)/3 の方向ベクトルはわかりますか?

No.17480 - 2012/04/23(Mon) 09:24:38

Re: / kio
(1)法線ベクトル(1,-4,2)
(2)h方向ベクトルは(1,2,-3)

あってますか?

No.17481 - 2012/04/23(Mon) 09:34:50

Re: / ヨッシー
それは合っています。

前半の
 点(3, 4, -2) を通って、ベクトル (1, 4, 3) に垂直な平面の式
は、どうでしょうか?

その先には、こういう質問が待っていますよ。
(1)
ある平面Aの法線ベクトルを、法線ベクトルに持つ別の平面Bは、
平面Aとどのような位置関係にありますか?
(2)
ある直線Aの方向ベクトルを、法線ベクトルに持つ平面Bは、
直線Aとどのような位置関係にありますか?

No.17482 - 2012/04/23(Mon) 15:56:17
(No Subject) / kio
次の直線の方向ベクトルを求めよ
(1)x=y=z
(2)x=3, 3-y=(z+1)/3

お願いします

No.17476 - 2012/04/22(Sun) 22:37:14

Re: / ヨッシー
点(a,b,c) を通り、ベクトル(s,t,u) を方向ベクトルとする直線は、
 (x-a)/s=(y-b)/t=(z-c)/u
と書ける。(ただし、stu≠0)
(1) は、この公式から、方向ベクトルが求められます。

(2) は、図のような直線です。

No.17477 - 2012/04/22(Sun) 23:13:32
高3 数列 / ktdg
等差数列2,5,8,,,を{an} 、等比数列2,4,8,,,を{bn}とし、{an}の項のうち{bn}の項でもあるものを小さい方から並べて数列{cn}を作るとき、{cn}の一般項を求めよ。

自分の解答
条件より、an=3n−1、bn=2^n
よって、bn=2,4,8,16,32,64,128,256,,,,
このうち、anの項と一致するものは、2,8,32,128,,,
したがって、cn=2×4^(n−1)と予想される。
これを数学的帰納法で証明する。
n=1のとき、cn=2より成り立つ。ー(?@)
n=kのとき、ck=2×4^(k−1)=2^(2k−1)が成り立つと仮定する。
n=k+1のとき、c(k+1)=2×4^k=4×2^(2k−1)
よって、c(k+1)=4ckー(?A)
(?@)、(?A)より、cn=2×4^(n−1)

ちゃんと証明出来ているのか自信がありません。どなたかお願いします。
あと、数学的帰納法を使う時は「数学的帰納法で証明する」ということを書かなくてはいけないのでしょうか?

No.17465 - 2012/04/21(Sat) 20:12:44

Re: 高3 数列 / ヨッシー
残念ながら、証明できていません。
cn=2×4^(n−1) で表される項が an=3n−1 の形になっている
かつ
bn の中で cn に含まれないものは an=3n−1 の形になっていないことを
言わないといけません。(少なくとも、前半は必須です)

方針は数学的帰納法で良いと思います。
「数学的帰納法により」といった記述は、あった方が良いです。

No.17471 - 2012/04/22(Sun) 07:23:52
逆関数とは / 零
f(x)=x^2+2x+2(x≧−1)の逆関数を求めよという問題で

答案では
x≧−1でyは単調増加(つまりxとyが一対一対応)であることを明記しないとだめだといわれました。そのことについて信憑性があるのか知りたいです。

例えば今回のf(x)がxの定義域が全ての実数だとして
逆関数を求めよ、ということなら

x+1=±√(y−1)のxとyを入れ替えて
y+1=±√(x−1)が答えで駄目なのでしょうか?

No.17460 - 2012/04/21(Sat) 18:21:04

Re: 逆関数とは / らすかる
関数とは「一つのxの値に対して一つのyの値が定まるもの」ですから
y+1=±√(x-1) は関数ではありません。

No.17461 - 2012/04/21(Sat) 18:54:20

Re: 逆関数とは / 零
初耳でした・・
ではy=x^2は関数だがx=y^2は関数でない
x^2+y^2=1や楕円なども関数ではないということですか?

No.17462 - 2012/04/21(Sat) 19:00:12

Re: 逆関数とは / らすかる
(少なくとも高校以下の数学においては)その通りです。

# 遠い昔のことなので記憶が定かではありませんが、
# 上記の内容は「関数とは何か」という最初の学習段階で習った気がします。

No.17463 - 2012/04/21(Sat) 19:09:13

Re: 逆関数とは / 零
>>ではy=x^2は関数だがx=y^2は関数でない

について、文字がx、yでなくu,vのときはどうなるのでしょうか?

No.17466 - 2012/04/21(Sat) 20:56:57

Re: 逆関数とは / 零
x^2+y^2=1のような表し方を陰関数表示と呼ぶようですが、つまり陰関数は関数ではない、ということですか?
No.17467 - 2012/04/21(Sat) 21:05:25

Re: 逆関数とは / らすかる
「何は何の関数」という言い方をしますので、
v=u^2ならばvはuの関数であり、uはvの関数ではありません。
x=y^2も、yがxの関数でないだけであって、xはyの関数です。

> 陰関数は関数ではない
そうは言えません。
陰関数表示であっても、xに対してyがただ一つ決まるものは関数です。

No.17468 - 2012/04/21(Sat) 21:12:26

Re: 逆関数とは / 零
ちょっと待ってください。
17461でy+1=±√(x-1) は関数ではありません。
とありますが、y+1=±√(x-1)⇔x=(y+1)^2+1という放物線ですから、これが関数でないのにx=y^2が関数というのはおかしいと思いますが。。
それに逆関数が存在するには単調増加or単調減少でないと駄目かどうかの議論をしているのに、今しているのは関数の話で解答になっていない気がするのですが。

No.17473 - 2012/04/22(Sun) 11:09:41

Re: 逆関数とは / らすかる
> 17461でy+1=±√(x-1) は関数ではありません。
> とありますが、y+1=±√(x-1)⇔x=(y+1)^2+1という
> 放物線ですから、これが関数でないのにx=y^2が関数というのは
> おかしいと思いますが。。


yとxの式が「関数であるかどうか」とだけ聞かれれば、通常は
「yがxの関数であるかどうか」という意味と判断されます。
「17461でy+1=±√(x-1) は関数ではありません。」
というのは y+1=±√(x-1) という式は、“yはxの関数ではない”という意味です。
x=y^2 は上に書いたように「xはyの関数」ではありますが、「yはxの関数」ではありません。
よってただ単に「x=y^2が関数か」と聞かれれば「関数ではない」となります。

> それに逆関数が存在するには単調増加or単調減少でないと駄目かどうかの
> 議論をしているのに、今しているのは関数の話で解答になっていない気がするのですが。


単調増加or単調減少であれば、xとyを交換しても単調増加or単調減少になりますから
xとyを交換しても「関数」となり、逆関数が存在します。
単調増加or単調減少でない場合、複数のxに対して同じyの値が対応する
可能性があり、その場合xとyを交換したときに「関数」でなくなりますから
「逆関数が存在しない」ということになります。
yがxの関数であるとき、「逆関数が存在する」=「xがyの関数である」です。

No.17475 - 2012/04/22(Sun) 14:26:10
(No Subject) / O
数列の問題です。

3つの数a,b,abがあって条件a<0<bを満たす
これらの3つの数を適当に並べると等差数列になり、
このときに、b=a である
       ↑
↑に何乗になるかわかりません。aが2つあるから2乗でいいでしょうか。

また、2の条件のもと、3つの数を適当に並べると、
等差数列になり、
このとき、(a、b)=

=からお願いします。

No.17455 - 2012/04/21(Sat) 12:34:55

Re: / ヨッシー
問題文を、もう一度正確に書いてください。

根本的な間違いは置いておいて、

>このときに、・・・・である。
問題文には「このときに」とは書いていないはず。
>↑に何乗になるか
「↑に」は不自然です。(「↑」ではなく「に」の方です)
>aが2つある
「ある」とは何でしょうか?
足されているのか、掛けられているのか、それ以外か?
>また、2の条件のもと、
「2の条件」とは何ですか?

No.17457 - 2012/04/21(Sat) 12:52:54
(No Subject) / A
数?Tの問題です。

実数x,yが(√3+√2)x=√3−√2,(√3−√2)y=√3+√2
を満たしているとき、x,yの整式
A=2x(x2乗+3xy)+2y(y2乗−2x)+3y(2xy+1)−3x+2の値を求めたい。

(1)X+Y=

   xy=

 X−Y=

最初の式を解いてみたのですが、XとYがでません。

√3x+√2x=√3−√2

√3y+√2y=√3+√2

と式を考えてみたのですが、√同士の計算ができないため、
xとyを求めるのに困っています。

お願いします。
    

No.17449 - 2012/04/21(Sat) 00:47:32

Re: / ヨッシー
(√3+√2)x=√3−√2
両辺を √3+√2 で割ってから、分母を有理化しても良いですが、
表記を簡単にするため、両辺に √3−√2 を掛けてみます。
 (√3+√2)(√3−√2)=3−2=1
なので、
 x=(√3−√2)^2=5−2√6
同様に
 y=(√3+√2)^2=5+2√6
x、y が求まったので、x+y、xy、x−y が出ますね。

あとは、Aを、x+y、xy、x−y が見える形に変形します。

No.17450 - 2012/04/21(Sat) 01:04:15

Re: / A
返信ありがとうございます。

数?Tの続きです。

(2)Aの右辺を変形すると、
 
A=

(3)以上より、求めるAの値は

A=
である。

イコールからお願いします。

A=2x(x2乗+3xy)+2y(y2乗−2x)+3y(2xy+1)−3x+2の値を計算してみました。

A=2(x+y)3乗からわからなくなりました。

No.17454 - 2012/04/21(Sat) 12:27:13

Re: / ヨッシー
A=2x(x^2+3xy)+2y(y^2−2x)+3y(2xy+1)−3x+2 を展開して、
2(x+y)^3 が見つかったら、あとは
 A=2(x+y)^3−4xy−3x+3y+2
ですね。xy と x-y が見えてきませんか?

No.17456 - 2012/04/21(Sat) 12:40:59
しんどい / トム
行列(入試問題)の問題を解いているのですが、

ー5aー(cー1)(bー1)=0
bc+4(aー1)=0
という2式を導くところまできました。

(1)の問題が
c:4=5:(cー1)
が成り立つ事を示せ、とあるのですが、この2式から導く事が出来るのでしょうか?


行列(2行2列,2行1列)の表記方法が直ぐに浮かばなかったので途中過程を書きました。

No.17435 - 2012/04/19(Thu) 23:00:33

Re: しんどい / X
文字3つに対して方程式が2式しかありませんので、
導くことはできないと思います。

No.17439 - 2012/04/20(Fri) 01:38:40

Re: しんどい / トム
まずは、速い返信ありがとうございます。

>
文字3つに対して式2つという場合、1つの文字で残り2つの文字を表現していく手法がありますが、それと同じ要領で進めるのかと思ったので…
(例)
『実数X、Y、Zがともに0でなく、2X−Y+Z=0 と X+2Y+8Z=0
の両方を満たすとき、
(XY+YZ+ZX)/(X^2+Y^2+Z^2)の値を求めよ。』
のような問題で使う手法です。


僕が考えている行列の問題は

『行列A=(a b c −5) 【←2次の正方行列で、左上、右上、左下、右下の順番です】
に対し、
A(x y)=(y x)、
A(y x)=(y −x)、
(x y)≠(0 0)
【↑実際は2行1列です】
を同時に満たすx、yがある。 この時、
(1)c : 4 =5 :(c−1)
が成り立つ事を示せ。
(2)a、b、cの値を求めよ。 』


という問題です。

(1)を示すにはどうすれば良いのでしょうか?

No.17443 - 2012/04/20(Fri) 11:25:04

Re: しんどい / トム
(1)は
C^2−C−20=0
という式が出てきたので
C : 4=5 :(C−1)
が示せそうです。

(2)なのですが、
C=5のとき
b=a と b=1−a
の場合に分けて考えると、答えが2組でてしまうのですが(c=−4の時は不適でした)
答えは1つだけと言われました。

考え方が間違っているのでしょうか…

No.17446 - 2012/04/20(Fri) 17:35:46

Re: しんどい / ヨッシー
最初の
ー5aー(cー1)(bー1)=0
bc+4(aー1)=0
とのつながりがよく見えません。

C^2−C−20=0 を導くまでの過程を書いてもらえますか?

No.17453 - 2012/04/21(Sat) 11:50:25

Re: しんどい / トム
たいへん失礼しました。
その2つの式は途中で沈没した方針で進めた際に出てくるので…そのように追記すべきでした。

ちなみに、
−5a−(c−1)(b−1)=0

A(x y)=(y x)に
A =(a b c −5)を代入し、

(a b−1 c−1 −5)(x y)=(0 0)
かつ、(x y)≠(0 0)より、
行列式=0から
−5a−(b−1)(c−1)=0
と求めたものです。


今度は、与えられた2つの式をまとめて、
A(x y y x )=(y y x −x)
∴(a b c −5)(x y y x )=……
=(ax+by bx+ay cx−5y −5x+cy)=(y y x − x )
より、各成分を比較して
cx − 5y=x と −5x+cy=−xの2式からxを消去し、
途中でy≠0を用い、c^2−c−20=0
となりました。


行列の表記に苦戦するのですが、正確に伝わっているでしょうか?
2行2列、2行1列を横並びに書いているので…

No.17459 - 2012/04/21(Sat) 15:36:58
反例 / ああ
x>yならばx/y>1
は偽。その反例は、
x=1,y=0

以上のように書いた答案は正しいのでしょうか?

No.17429 - 2012/04/19(Thu) 00:04:18

Re: 反例 / X
問題ありません。
No.17430 - 2012/04/19(Thu) 00:12:32

Re: 反例 / ああ
ありがとうございます。

x=1,y=0は、x/y>1に代入できないので、よくないといわれたのですが。

No.17431 - 2012/04/19(Thu) 00:24:47

Re: 反例 / らすかる
x=1,y=0のときx/yは未定義で真偽が判定できませんので
ダメだと思います。

No.17432 - 2012/04/19(Thu) 16:19:51

Re: 反例 / ああ
えーっ、Xさんとらすかるさんでご回答が違うと混乱します。
よろしければ他の方のご意見を伺えればと思います。

No.17434 - 2012/04/19(Thu) 22:20:39

Re: 反例 / angel
私はらすかるさんの方を推します。
> x>yならばx/y>1
という時点で、「x/yが計算できる範囲(つまりy≠0)において」という暗黙の前提があると見るのが自然だからです。

No.17437 - 2012/04/19(Thu) 23:59:54

Re: 反例 / ああ
angelさん、ご意見いただきまことにありがとうございます。
実はまだ混乱しております。

No.17438 - 2012/04/20(Fri) 00:24:43

Re: 反例 / ああ
別問題を考えました。

x≠yならばx/y≠1

これは真ですか、偽ですか?
真であるという方はその証明を、
偽であるという方はその反例をどうか教えてください。

No.17440 - 2012/04/20(Fri) 03:07:41

Re: 反例 / ヨッシー
それは真です。
対偶をとっても良いですが、まともにやるなら
x>y のときにおいて
 y<0 のとき x/y<1
 y>0 のとき x/y>1
x<y のときにおいて
 y<0 のとき x/y>1
 y>0 のとき x/y<1
いずれの場合も x/y≠1 である。

それより、最初の質問と、いくつかのやりとりで、
x=1,y=0 のように、yを0にするという発想は、排除できたのでしょうか?

No.17441 - 2012/04/20(Fri) 07:12:47

Re: 反例 / 黄桃
元の問題の例はいい例ではないと思います(「そんな重箱の隅のような例よりもっとはっきりした反例があるだろ」と突っ込みたくなる)が、間違いではないと思います。
x/yが未定義ということは少なくとも x/y>0 が真ではない、ということでしょう。

#この反例を認めないと
#「a,b,x が実数の時 ax=b ⇒ x=b/a 」
#も真になりますが、さすがにまずい気がします。
##命題に応じて、変数の動く範囲が変わるのでは、一般的な命題を扱う形式論理が使えなくなります。

別問題は常にヨッシーのおっしゃる通り真です。

#ただし、「x,yが実数の時、x/y≠1 ならば x≠y」であれば x=1,y=0 が反例なので偽です。
#x/y≠1 は「x/yは1でない」の意味であり、「x/yは1とは違う数である」を意味しないと思います。

No.17442 - 2012/04/20(Fri) 07:51:57

Re: 反例 / ああ
ヨッシー様。
僕は、
x>yならばx/y>1
は偽。その反例は、x=1,y=0を正解と考えております。

また、別問題においても、
x≠yならばx/y≠1
は偽。その反例は、x=1,y=0と考えております。

ネットの皆様の意見も分かれて、とても混乱しております。

No.17444 - 2012/04/20(Fri) 11:40:06

Re: 反例 / ああ
黄桃様。

黄桃さんも、
x>yならばx/y>1
は偽。その反例は、x=1,y=0を正解
ということで、ヨッシーさんとご意見が違い、僕は混乱して降ります。

別問題において、恐縮ながら、黄桃さんは勘違いなされているように思えるのですが。

> #ただし、「x,yが実数の時、x/y≠1 ならば x≠y」であれば x=1,y=0 が反例なので偽です。

x=1,y=0 は結論の「x≠y」を満たすので、反例ではないです。

No.17445 - 2012/04/20(Fri) 11:45:50

Re: 反例 / 黄桃
>x>yならばx/y>1
について、もう少し説明します。
A={(x,y)|x,yは実数で x>y}
B={(x,y)|x,yは実数でx/y>1}
という集合をxy平面に図示してください。
「(すべての実数x,yについて)x>yならばx/y>1」とはA⊂Bが成立するということです。したがって、Aの元でBの元でないものがあればそれが反例です。
Bではy=0の部分は除かれますから、(1,0)はBの元ではありません。しかし、Aの元ではありますから、これは反例です。

>> #ただし、「x,yが実数の時、x/y≠1 ならば x≠y」であれば x=1,y=0 が反例なので偽です。
>x=1,y=0 は結論の「x≠y」を満たすので、反例ではないです。


おっと、失礼。x=0,y=0 にしてください。

#あちこちで質問するなら、過去の経緯をURLを示すなりして、提示したほうがいいですよ。

No.17448 - 2012/04/21(Sat) 00:37:15

Re: 反例 / ああ
黄桃様。ありがとうございます。
今日は僕は休日だったために、時間をもてあまして、他のところでも質問させていただきました。すみません。

x>yならばx/y>1
は偽。その反例は、
x=1,y=0
というのは正解か?

という最初の質問において、
正解というご返答:X様、黄桃様
不正解というご返答:らすかる様、angel様、ヨッシー様
でした。

今回の問題はどちらのご意見が正しいのか、自然なのか、多数派なのか、まだよく分かりませんが、解釈の違いがあるのだということは確かなようです。

数学の質問のご返答で、真っ二つにご意見が分かれたことは驚きでした。

No.17451 - 2012/04/21(Sat) 01:09:50

Re: 反例 / angel
> 最初の質問において、
> 正解というご返答:X様、黄桃様
> 不正解というご返答:らすかる様、angel様、ヨッシー様
> でした。


いや、正解か不正解かという問題ではないのです。
前提条件をどこまで省略できるか、というお話です。
おそらく“x>yならばx/y>1”という、元の問題にある(偽の)命題は、“y≠0 において、x>yならばx/y>1”の省略形です。
なぜそう判断したかと言うと、x/y という形が出てきているためです。

似たような話としては、
 “x>y⇒log[2]x>log[2]y”の真偽を判定せよ
という問題で、
 x=0,y=-1 の場合 log[2]x, log[2]y が定義できず log[2]x>log[2]y は成立しない。
 よって反例が存在するため偽である
とか言うと、まあ、多分×を貰います。

本当は、x,y の範囲をきっちり決めていない問題自身がビミョーなのですが、そういう暗黙の前提というのは受け入れざるを得ないものだと思います。
※というか、今回わざわざ y=0 を持ち出さなくとも反例は示せるんだし…

No.17452 - 2012/04/21(Sat) 03:06:28

Re: 反例 / ああ
ありがとうございます。

x>yならばx/y>1
において、y≠0 を省かないとしたら、
(x>y)ならば(y≠0 かつ x/y>1)
と解釈するか、
(y≠0)ならば{(x>y)ならば(x/y>1)}
と解釈するかの違いがあります。いままでのご回答では「問題不明確」というお返事はありません。皆様はどちらかの解釈をごく自然にされて、最初の質問に対して、「正解」か「不正解」と明言されました。
そのように、優秀な方々の自然な解釈が、真っ二つに分かれたことが驚きでした。

“x>y⇒log[2]x>log[2]y”の真偽を判定せよ
これもx>0,y>0を省かないとして、二つの解釈があります。
(x>y)ならば(x>0 かつ y>0 かつ x/y>1)
と解釈するか、
(x>0かつy>0)ならば{(x>y)ならば(x/y>1)}

僕にとっては前者で解釈することが自然ですが、angel様は後者で解釈されるのかもしれません。

分母≠0や真数>0の暗黙の了解を、どこに適用するか(数式だけに適用か、問題文全体に適用か)の暗黙の了解はあるのでしょうか。

No.17458 - 2012/04/21(Sat) 15:36:29

Re: 反例 / らすかる
いや、私も「問題不明確」とは思いましたよ。
でも、数学の問題はいつも完璧に明確とは限りません。
解釈の仕方によって別の答えになる問題はたくさんあり、
そういう問題に出会ったときに最も妥当な解釈は何かを
判断する能力も身につけないといけないと思います。

私が「ダメ」と考えた理由は、対偶を考えてのことです。
普通に考えて、
x>y の否定は x≦y
x/y>1 の否定は x/y≦1
ですから、
「x>y ならば x/y>1」
の対偶は普通に考えれば
「x/y≦1 ならば x≦y」
となりますよね。

もし「未定義」まで考慮しなければならないとしたら、
「x>y ならば x/y>1」
の対偶は
「『x/yが定義されないか、またはx/yは定義されるがx/yと1の比較が定義されないか、
あるいはx/yもx/yと1の比較も定義されてx/y≦1』ならば
『xとyの比較が定義されないか、またはxとyの比較が定義されてx≦y』」
なんていうとんでもないことになります。
こんな考え方は普通しませんよね。

で、元の命題と対偶命題は同値ですから、普通に対偶を考えれば
「x/y≦1 ならば x≦y」と同値、すなわちy=0は最初から除外されるべきもの、と
考えて上のような回答になりました。


> 分母≠0や真数>0の暗黙の了解を、どこに適用するか(数式だけに適用か、
> 問題文全体に適用か)の暗黙の了解はあるのでしょうか。


通常、問題文のどこかにx/yが入っていればy=0が除外されるのが
暗黙の了解のように思います。
方程式でも、どこか1個所でもlog[x]yとあれば
x≠1, x>0, y>0 が暗黙の了解になっていますよね。

No.17464 - 2012/04/21(Sat) 19:54:01

Re: 反例 / ああ
ありがとうございます。僕にとって、
x/y>1 の否定は (y=0 または x/y≦1)
が妥当な解釈で、他の方も同じように考えると思っていましたが、らすかる様の解釈とは違うようで、いい刺激になりました。

p⇒qという命題のqに、x/yが入っていれば、命題全体でy≠0とするのがらすかる様の解釈ですが、qだけでy≠0とするの僕の解釈です。

解釈の違いという意味で、6÷2(1+2)=? の話題と少し似ていると感じます。

No.17469 - 2012/04/21(Sat) 22:05:15

Re: 反例 / らすかる
> x/y>1 の否定は (y=0 または x/y≦1)

これは高校数学では一般的ではないと思います。
「x/y>1」と書いてあれば、yの定義域は「0以外の実数」と考えるのが普通です。
そういうふうに考えるのであれば、
「√x>1」の否定は「x<0 または 0≦√x≦1」と考えるのですか?

No.17470 - 2012/04/21(Sat) 23:35:28

Re: 反例 / 黄桃
>「x/y>1」と書いてあれば、yの定義域は「0以外の実数」と考えるのが普通です。
このように、元の命題でx,yの動く範囲が明確でないのが問題なのは間違いないです。x,yが動く範囲を複素数としてよけれえばx=i,y=1 の時 x/y>1 は偽です。

>「√x>1」の否定は「x<0 または 0≦√x≦1」と考えるのですか?
xの動く範囲が実数全体であれば「x<0 または 0≦x≦1」と同値で間違いありません。問題にx≧0の条件がついていれば、 0≦x≦1と同じになります。

#高校数学では、偽の命題の扱いがおかしいように思います(特に条件文の仮定の場合はひどい)。
#x/yとかかれていればy≠0というのは、関数の定義域と命題の真偽を混同している気がします。

##もっといえば、x/yと書いたらy=0の場合は除く、
##という考え方に固執しすぎると、a,b,c,dを実数, ad-bc≠0とするとき
##{f(x)|f(x)=(ax+b)/(cx+d)} という関数の集合を考える、
##という場合に、共通の定義域がないから考えられない、
##という不自由なことになりませんか?

参考書などには、
√a√b=√(ab) は必ずしも正しくない(a<0,b<0の時偽)
log(a)+log(b)=log(ab)とは限らない(a<0,b<0の時左辺は定義できないが右辺は定義できる)
a+b>0, ab>0 ⇒ a>0, b>0 とは限らない(a,bが虚部が0でない共役複素数の時 a>0, b>0 は偽)
という類のことが書いてあります。
これらでは変数の動く範囲が実数全体であったり、複素数全体であったりして、確かに統一性がありません。
ただ、特に条件がつかなければ変数の動く範囲は実数全体と考えるのも普通ではないでしょうか。

#変数の動く範囲を明示する方がいいのは確かです。
#でも、明示されていないから「こう解釈して答えた」というのはありで、その解釈が荒唐無稽でなければ尊重されるべきだと思います。

No.17472 - 2012/04/22(Sun) 09:27:27

Re: 反例 / ああ
ありがとうございます。
「√x>1」を解けといわれれば、同値変形で、
⇔「x≧0かつx>1」⇔「x>1」とします。したがって、
「√x>1」の否定は「x<0 または 0≦√x≦1」と考えるのが自然だと僕は解釈します。
「√x>1」を解けという問題は高校数学では「問題不明確」ではありません。「√x>1の否定は」という問題も同じと思っていましたが、らすかる様とは異なるようです。

改めて高校教科書を見直してみました。集合と命題の分野の練習問題では、「xは実数とする」などと変数の範囲が丁寧すぎるくらい書かれていました。「x>yならばx/y>1は偽。その反例を述べよ」「√x>1の否定」という表現は教科書ではアウトと思います。
それが、参考書や校内テストではある程度許される表現なので、今回のこのような解釈の違いが現れたと思いました。
もし自分が問題作成する立場なら、方程式の分野では、多少は変数の範囲を省いてもいいかもしれないけど、命題の分野では、変数の範囲を省かないほうがいいと反省しています。

No.17474 - 2012/04/22(Sun) 14:14:36
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