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(No Subject) / PKO
「n^2が6の倍数のとき、nも6の倍数より」という記述があったのですが(nは自然数)これは6じゃなくてもどんな数でも成り立ちますか?
No.13160 - 2011/02/17(Thu) 00:44:16

Re: / ToDa
成り立たないような例はあるかと考えてみると多分すぐに思いつくと思います。

「n^2が4の倍数のとき、nも4の倍数」とはいえませんね。
2^2は4の倍数で、2は4の倍数ではありません。

No.13161 - 2011/02/17(Thu) 00:49:09

Re: / PKO
具体的にどんな数のとき成り立つのでしょうか?
No.13163 - 2011/02/17(Thu) 01:16:16

Re: / ヨッシー
素因数分解したとき、同じ素数が2個以上掛けられていると
成り立たない可能性があります。
 210=2×3×5×7 ・・・OK
 140=2^2×5×7 ・・・ NG

No.13164 - 2011/02/17(Thu) 06:01:52

Re: / PKO
210,140はn^2,nのどちらの例ですか?
No.13168 - 2011/02/17(Thu) 22:10:10

Re: / シャロン
210や140は自然数の自乗ではありませんから、n^2ではありえませんね。
No.13169 - 2011/02/18(Fri) 00:02:27

Re: / シャロン
勘違いしてました。

nでもn^2でもなく、「n^2が□の倍数のとき、nも□の倍数」の□に入れる数ですね。

#「6じゃなくても成り立ちますか」「どんな数のときに成り立ちますか」に対する回答ですね。

No.13170 - 2011/02/18(Fri) 00:07:35

Re: / PKO
この場合だと
n^2が210の倍数のとき、nも210の倍数
n^2が140の倍数のとき、nは70の倍数

という理解で合っていますか?

No.13174 - 2011/02/18(Fri) 16:30:45

Re: / ヨッシー
>n^2が210の倍数のとき、nも210の倍数
>n^2が 140の倍数のとき、nは70の倍数

が常に成り立つかという意味では、正しいです。

当初の質問の趣旨からすると、
「n^2が210の倍数のとき、nも210の倍数」は必ず成り立つ
「n^2が 140の倍数のとき、nは140の倍数」は成り立たない場合がある
と言った方が良いでしょう。

No.13180 - 2011/02/18(Fri) 23:06:19
複素数で / jk
次の複素数を計算し、a+biのにせよ。

 (1)(-3+4i)-(5-2i)

(2) (2+i)(7-i)

(3)(4+√2i)(4-√2i)

(4) (2+5i)/(4+2i)


(1)は-8+6i

(2)は15+5i

(4)は9/10+(4/5)i
になったんですがあってるでしょうか?

No.13159 - 2011/02/17(Thu) 00:40:53

Re: 複素数で / ヨッシー
(1)○(2)○(4)○
(3) は、(a+b)(a-b)=a^2−b^2 より
 (4+√2i)(4-√2i)=4^2−(√2i)^2=16−(-2)=18

No.13165 - 2011/02/17(Thu) 06:06:55
確率 九大問題 / 塊
次のような競技を考える。競技者がサイコロを振る。もし、出た目が気に入ればその目を得点とする。そうでなければ、もう1回サイコロを振って、2つの目の合計を得点とする事ができる。ただし、合計が7以上になった場合は得点は0点とする。この取り決めによって、2回目を振ると得点が下がる事もあることに注意しよう。

(1)競技者が常にサイコロを2回振るとすると、得点の期待値はいくらか。

(2)競技者が最初の目が6のときだけ2回目を振らないとすると、得点の期待値はいくらか。

(3)得点の期待値を最大にするためには、競技者は最初の目がどの範囲にあるときに2回目を振るとよいか。

本当に1問目から分かりません
よろしくお願いします。

No.13151 - 2011/02/16(Wed) 22:01:08
確率 / はるか
お願いします
No.13149 - 2011/02/16(Wed) 21:41:00

Re: 確率 / シャロン
Aがnで勝つ場合、Bはn以下なので、こうなる確率はn/36。
よってE_A=Σ{n=1}^6((n/36)*n*p)
= (p/36)*(1/6)*6*(6+1)*(2*6+1)
= 91p/36

また、Bが1で勝つことはなく、
Bが2で勝つ場合、Aは1なので、得点は2+q
Bが3で勝つ場合、Aは2以下なので、得点の合計は3*2+(1+2)q
以下、Bがnで勝つ場合、Aはn-1以下なので、得点の合計はn*(n-1)+(1+...+n-1)q = n(n-1)(q+2)/2

よって、E_B = Σ{n=1}^6((n(n-1)(q+2)/2)/36)
= (q+2)/72*(6*(6+1)*(2*6+1)/6-6*(6+1)/2)
= (35/36)(q+2)

E_A=E_Bより、13p=5(q+2)
よって、pは5の倍数。p=5のとき、q=11となり、題意を満たす。
このとき、E_A=455/36。

No.13152 - 2011/02/16(Wed) 22:20:19
数列 / はるか
過去問です
お願いします

No.13148 - 2011/02/16(Wed) 21:39:44

Re: 数列 / シャロン
数列の一般項を求める場合、最初の数項を漸化式から実際に計算することが王道です。

そうして一般項を推定したあと、帰納法のパターンに持ち込みましょう。

No.13153 - 2011/02/16(Wed) 22:41:17
立体 / はるか
よろしくお願いします
No.13147 - 2011/02/16(Wed) 21:38:29

Re: 立体 / シャロン
ABの中点をE、CDの中点をFとして、OEFを含む平面で考えましょう。各Q[n]の中心、接点はこの平面上にあります。
No.13155 - 2011/02/16(Wed) 22:47:34

Re: 立体 / ヨッシー

Q1 の中心をSとして、SとOABCDを結ぶと、
1つの正四角錐(底面ABCD、高さr1)と、
4つの三角錐(底面OABなど、高さr1)が出来ます。
四角錐O−ABCDの体積Vは、
 V=4a^2h/3
である一方、上の5つの立体に分けると、
 V=(1/3)(□ABCD+△OAB×4)r1
とも書けます。
図において、△OHMは直角三角形で
 OM=√(a^2+h^2)
であるので、
 △OAB=a√(a^2+h^2)
また、
 □ABCD=4a^2
であるので、
 V=(1/3){4a^2+4a√(a^2+h^2)}r1=4a^2h/3
より
 r1=4a^2h/{4a^2+4a√(a^2+h^2)}
  =h/{1+√(1+(h/a)^2)}

右の図のように、Q1の上に、ABCDと平行な面を置くと、
正四面体 O−A'B'C'D' が出来ます。
これは、O−ABCDと相似で、相似比は、
 h:h−h/{1+√(1+(h/a)^2)}
であり、これに内接する球Q2の半径は、Q1 の
 1−1/{1+√(1+(h/a)^2)} 倍
になります。
この関係は、Q2とQ3、Q3とQ4・・・QnとQn+1 の間にも
成り立ちます。

あとは、等比数列の考え方で進められます。

No.13156 - 2011/02/16(Wed) 23:13:29
数学A 高1  / まきの
1以上40以下の整数の集合をUとする。Uを全体集合とし、Uの部分集合A,B,Cを

A={x|xは36の正の約数}
B={x|x=m^2、mは整数}

C={x|x=3n+1,nは整数}
とする。

(1)Aの要素の個数は何個か。また,Bの要素の個数は何個か。AUBの要素の個数は何個か。

(2)B,Cの補集合をそれぞれB~,C~とする。

整数xについて、xがC~の要素であることは、xがA∩B~の要素であるための〇。

○に入るものを下の選択肢から選べ。

?@必要十分条件
?A必要条件
?B十分条件
?Cどちらでもない
(2)は自分で考えたのですが間違ってるそうです。
A={1,2,3,4,6,9,12,18,36}
B={1,4,9,16,25,36}A∩B~はベン図を描いてBの丸の外とAの丸が重なるところなで
A∩B~={2,3,6,12,18,36}
またCはC={1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40}なで
C~={2,3,5,6,8,9,11,12,14,15,17,18,20,21,23,24,26,27,29,30,32,33,35,36,38,39}となるんじゃないかなぁとおもったのですが違ってます・・・
誰か正しい答えと自分の考えのどこが間違ってるのかおしえてください。おねがいします。

No.13143 - 2011/02/16(Wed) 20:35:24

Re: 数学A 高1  / シャロン
36はBの元なので、A∩(B~)には36は含まれませんね。
No.13144 - 2011/02/16(Wed) 20:54:22

Re: 数学A 高1  / ヨッシー
高々40個の要素なので、書き並べてみましょう。
A={1,2,3,4,6,9,12,18,36} 9個
B={1,4,9,16,25,36} 6個
C={1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40} 14個
A∩B={1,4,9,36} 4個
(1) A:9個、B:6個、AUB:11個
(2) C~={2,3,5,6,8,9,11,12,14,15,17,18,20,21,23,24,26,27,29,30,32,33,35,36,38,39}
A∩B~={2,3,6,12,18} 36は含まれません
よって、A∩B~の要素は、すべてCに含まれるので、
必要条件 です。

No.13145 - 2011/02/16(Wed) 20:55:03

Re: 数学A 高1  / ヨッシー
ただ、A∩B~ にうっかり 36 を含めたとしても、
必要条件ですけどね。

No.13146 - 2011/02/16(Wed) 20:58:41
入試問題(数?UB)です / ハオ
pを素数とする。xの二次方程式
x^2 +(p^2-7p-2)x + 2p^2-15p-8=0
が整数解を持つときpの値と方程式の解を求めよ。
という問題ですが
自分で解く際は解に関する問いだから解と係数の関係か二次方程式の解の公式か。pは素数だから恐らく整数問題の技巧の約数の拾い上げか。。じゃぁ解と係数の関係の方が妥当かな。と考え2解をα、βと置きαが整数とするとβも整数となる事を導きました。
ここで約数の拾い上げで因数分解するんだろうな。と思うことは出来るのですが
解答はα+β=-(p^2-7p-2)--?@ αβ=2p^2-15p-8--?A
?@*2+?Aよりαβ+2(α+β)=-p+4
よって(α+2)(β+2)=-p
としていたのですが
実際に入試会場で?@*2+?Aの操作をして因数分解を狙っていく流れが出来るとは思えません。
これは僕がまだまだ経験不足だからでしょうか?
?@?Aの式の形を見たら少し考えれば(或いは見た瞬間に)
これ因数分解できる形になるやんけ!と思わなければならないのでしょうか?それともこれは覚えるべき一連の流れなのでしょうか? 宜しくお願いします

No.13142 - 2011/02/16(Wed) 14:22:28

Re: 入試問題(数?UB)です / フリーザ
?@、?Aからpを消去したいとは思いますが簡単には消去できないのでとりあえず厄介な次数の高い項だけでも消そうと思い?@*2+?Aを計算してみると偶然?うまくいくといった感じで私ならたどりつきますね。
No.13150 - 2011/02/16(Wed) 21:41:13

Re: 入試問題(数?UB)です / 黄桃
こういうのは整数問題を解く時の典型的な発想ではないですか?

参考までに、以下に私の解き方(なぜこう解こうと思ったかも含め)を示します。
整数問題で素数が出てくるのですから、最初はpに関する定数項がpの倍数になることが利用できないか、と考えますが、どうもこれは駄目そうだとわかります。そこで、単なる整数問題として、
(1)元の式が因数分解できないか?
(2)因数分解できないとしてもx,pが整数なんだから (x,pの式)x(x,pの式)=整数 とならないだろうか?
と考えます。
そして、xの1次の係数がpに関して2次式、xに関する定数項もpに関して2次式であることから、
因数分解ぽいことができるとしたら
(x-定数)(x-(pの2次式))=何か
となるなあ、と思います。また、xに関する定数項の p^2の2次の係数から、左側は(x+2)しかないな、と考えて変形してみると、
(x+2)(x+p^2-7p-4)=p
となることがわかります。
ここまできて「ああ、問題文のpが素数というのはそういうことか」とわかって「どうやら解けたらしい」と思います。
そこでおもむろに、「元の式を変形すると…となる」と答案を書き始めます。

解答は、x,pの代わりにα、βでやってかっこよく解いていますが、発想はまったく同じです。

No.13157 - 2011/02/17(Thu) 00:23:43

Re: 入試問題(数?UB)です / angel
その場で都合よく思いつけるかどうかは運もありますから、余り気にしない方が良いと思います。
pが素数なので、「uv=p より (u,v)=(±1,±p),(±p,±1)」と持っていけるのが理想ですが、それはある程度計算を試してみないとなんとも分からないでしょう。

なお、今回の問題は計算でゴリ押しすることもできます。
整数係数の2次方程式が整数解を持つため判別式が平方数、つまりある非負整数kに対して D=k^2 という条件から攻める方法です。
ここで、
 D=(p^2-7p-2)^2-4(2p^2-15p-8)
 =(p^2-7p-2)^2-8(p^2-7p-2)+16-4(2p^2-15p-8)+8(p^2-7p-2)-16
 =(p^2-7p-6)^2 + 4p
よって、非負整数 n=|p^2-7p-6| に対して 4p=k^2-n^2
この左辺4pは偶数のため、右辺も偶数でありk,nの偶奇は一致します。加えて k>n となることから、ある整数 m≧1 に対して k=n+2m と表せるため、
 4p=(n+2m)^2-n^2
ということで、p=m(n+m) と待望の形に持っていくことができ、m=1, n=p-1 が導けます。
後はnを消去して、最終的に p-1=|p^2-7p-6| を解けば終わりです。

No.13158 - 2011/02/17(Thu) 00:31:11

Re: 入試問題(数?UB)です / ハオ
皆さん有難う御座います
種々の別解やら発想の経路を学ぶ事が出来ました
黄桃さんの仰るように「やさしい理系数学」という参考書からなのでやはり典型例なのだと感じました。
これからも色々な典型例に触れていきたいと思います!

No.13166 - 2011/02/17(Thu) 11:20:38
数列です / あきら
これは過去問題です
お願いします

No.13128 - 2011/02/15(Tue) 23:30:58

Re: 数列です / シャロン
第1小問はどの自然数についても関係式が成り立ちますから、a[(n+1)+2]=7a[(n+1)+1]+a[n+1]です。
a[(n+1)+1]とは、a[n+2]ですから再度関係式を使えば、a[n+3]をa[n+1]とa[n]で表せます。

No.13132 - 2011/02/15(Tue) 23:49:42
数A確率 / ほむら
袋の中に白球10個、黒球60個が入っている。
この袋の中から1球ずつ取り出して色を調べては戻すという試行を40回行うとき、
白球が何回とり出される確率が最も大きいか。

よろしくお願いします><

No.13127 - 2011/02/15(Tue) 23:27:47

Re: 数A確率 / シャロン
白球がn回取り出される確率をp[n]とおいて、p[n]/p[n+1]を計算します。
この値が1未満ならp[n]<p[n+1]ですから、最大となる候補からn回は外れます。
この値が1より大らp[n]>p[n+1]ですから、最大となる候補からn+1は外れます。

No.13130 - 2011/02/15(Tue) 23:43:50

Re: 数A確率 / ほむら
解答集ではp[n+1]-p[n]で大小関係を求めていたのですが
画像の下から5行目→4行目への計算がよくわからないです…

No.13209 - 2011/02/20(Sun) 16:56:20
空間 / あきら
過去問です
お願いしますっ

No.13124 - 2011/02/15(Tue) 22:01:52

Re: 空間 / あきら
すみません
画像入れ忘れです…

No.13125 - 2011/02/15(Tue) 22:02:30

Re: 空間 / X
(2)以降は方針だけです。

題意からSの方程式は
(x-1)^2+(y-1)+(z-√10)^2=27 (A)
(1)
(A)とxy平面との交線の方程式は
(x-1)^2+(y-1)+(0-√10)^2=27,z=0
つまり
(x-1)^2+(y-1)^2=17,z=0 (A)'
(A)'にy=0を代入すると
x=±4,z=0
∴P(4,0,0)
同様に(A)'にx=0を代入することにより
Q(0,4,0)

(2)
題意から
↑OR=t↑OC=(t,t,t√10) (但しt>0)
と表すことができますので
R(t,t,t√10)
これが(A)'上の点であることから…

(3)
V=(1/3)・(△OAB(直角三角形です)の面積)・(点Rのz座標)
=…

(4)
まず問題の外接球の方程式を求めましょう。
外接球の方程式を
x^2+y^2+z^2+ax+by+cz+d=0
と置き、これが点O,P,Q,Rを通ることからa,b,c,dについての
連立方程式を立てます。

(5)
r[1]は(4)の結果を使えばいいのでr[2]の求め方を。
三角形の内接円の半径を求める際に三角形の面積を
(i)内接円の半径を用いる表し方
(ii)内接円の半径を用いない表し方
の2通りで表すという方針はご存知でしょうか?。
それと同様に四面体OPQRの体積Vを
(i)r[2]を用いる表し方
(ii)r[2]を用いない表し方(これは(3)の結果です)
で表してr[2]についての方程式を立てます。

No.13129 - 2011/02/15(Tue) 23:33:55

Re: 空間 / ヨッシー
(1) は、
>(x-1)^2+(y-1)^2=17,z=0 (A)'
>(A)'にy=0を代入すると

のあとは、
 (x-1)^2=16
 x-1=±4
x>0 より x=5 より
P(5,0,0)
同様に、Q(0,5,0)
です。

No.13134 - 2011/02/16(Wed) 00:14:09

Re: 空間 / ヨッシー
(2) は、R(5/2, 5/2, 5√10/2) になります。
(3) は、
 △OPQ=25/2 より
 V=(1/3)(25/2)(5√10/2)=125√10/12
(4) は、
△OPQは、xy平面上にあり、外心は(5/2, 5/2, 0) なので、
求める球の中心は、(5/2, 5/2, t) となります。この点をTとすると、
 OT^2=25/2+t^2
 RT^2=(t−5√10/2)^2
より、t=√10 このとき、半径に当たるOTは
 OT=3√10/2 ・・・ r1
という方法もあります。

No.13138 - 2011/02/16(Wed) 06:19:55

Re: 空間 / X
>>ヨッシーさんへ
(1)ですがご指摘ありがとうございます。
>>あきらさんへ
ごめんなさい。(1)ですがヨッシーさんの仰るとおり
計算ミスです。

No.13141 - 2011/02/16(Wed) 11:46:56
積分? / 猫
もう一問…お願いします

tを実数とし、f(x)=x^2+2tx+1とおく。0≦x≦1における関数f(x)の最大値と最小値をそれぞれg(t),h(t)とするとき

(1)g(t),h(t)をそれぞれtの関数として表せ。

(2)∫{g(t)-h(t)}dtの値を求めよ。(←-2から2の範囲)

よろしくお願いします

No.13123 - 2011/02/15(Tue) 22:00:07

Re: 積分? / シャロン
f(x)は定義域でtに関わらず単調増加であることが示せ、したがって、g(x)=f(1)、h(x)=f(0)です。
No.13133 - 2011/02/15(Tue) 23:56:01

Re: 積分? / angel
> f(x)は定義域でtに関わらず単調増加であることが示せ

それはダウトです。
まずは g(t) から。
y=f(x)は下に凸な放物線なので、区間における最大値は、その両端のどちらか ( または両方 ) で取ることになります。
0≦x≦1 の区間で考えた場合、最大値の候補は f(0)=1 か f(1)=2t+2 ですので、これらの大小を比較して、
 t≧-1/2 … g(t)=f(1)=2t+2
 t<-1/2 … g(t)=f(0)=1
となります。

次にh(t)ですが、放物線の頂点がちょうど区間内にあるのならば、文句なしにそこが最小値になりますし、そうでないのなら、これまた端 ( 頂点から遠い方だけで良い ) を考えることになります。
ここで、f(x)=(x+t)^2+1-t^2 ということで、頂点は x=-t の所ですので、-1≦t≦0 ならば頂点が区間0≦x≦1にあることになります。よって、
 t>0 … h(t)=f(0)=1
 -1≦t≦0 … h(t)=f(-t)=-t^2+1
 t<-1 … h(t)=f(1)=2t+2
です。

(2)は区間により場合分けを。
g,hまとめて考える ( -2〜-1, -1〜-1/2, -1/2〜0, 0〜2 の4区間 ) のも良いですが、
∫(g(t)-h(t))dt = ∫g(t)dt - ∫h(t)dt
と分離すれば、それぞれ独立に区間の分け方を決めることができます。

No.13136 - 2011/02/16(Wed) 01:05:30

Re: 積分? / シャロン
angelさんご指摘ありがとうございました。
なぜか0≦x≦1を0≦t≦1と思い込んでいました。


猫さん、大変申し訳なかったです。angelさんのご回答を参考にしてください。

No.13140 - 2011/02/16(Wed) 07:18:28
確率 / 猫
Nを自然数とする。赤いカード2枚と白いカードN枚が入っている袋から無作為にカードを1枚ずつ取り出して並べていくゲームをする。2枚目の赤いカードが取り出された時点でゲームは終了する。赤いカードが最初に取り出されるまでに取り出された白いカードの枚数をXとし、ゲーム終了時までに取り出された白いカードの総数をYとする。

(1)n=0,1,…,Nに対してX=nとなる確率pnを求めよ。

(2)Xの期待値を求めよ。

(3)n=0,1,…,Nに対して、Y=nとなる確率qnを求めよ。

お願いします

No.13122 - 2011/02/15(Tue) 21:55:22

Re: 確率 / シャロン
(1)
p[n] = {N/(N+2)}*{(N-1)/(N+1)}*{(N-2)/N}*・・・*({N-(n-2)}/{(N+2)-(n-2)})*({N-(n-1)}/{(N+2)-(n-1)})*(2/{(N+2)-n})
(n-1枚目までは白を引き、n枚目に赤を引く確率)
= {2(N-n+1)}/{(N+2)(N+1)}
(分子・分母のN*(N-1)*・・・*{N-(n-2)}を約分)


(2)
Xの期待値E(X)は、
E(X) = Σ_{n=0}^{N} (p[n]*n)
= Σ_{n=0}^{N} (n*{2(N-n+1)}/{(N+2)(N+1)})
= {1/(N+2)}*Σ_{n=0}^{N} (n) ー {2/(N+1)(N+2)}*Σ_{n=0}^{N} (n^2)
(展開)
= {N(N+1)/(N+2)} ー {N(2N+1)}/{3(N+2)}
(ΣnとΣ(n^2)の公式より)
= N/3

(3)
q[n]は、n+2枚目までに、n枚の赤と1枚の白を引いたあと、白を1枚引く確率なので、
q[n] = {N/(N+2)}*{(N-1)/(N+1)}*{(N-2)/N}*・・・*({N-(n-2)}/{(N+2)-(n-2)})*({N-(n-1)}/{(N+2)-(n-1)})*(2/{(N+2)-n})*(n+1)*(1/{(N+2)-(n+1)})
= {2(n+1)}/{(N+2)(N+1)} (ごっそり約分できます)

No.13126 - 2011/02/15(Tue) 22:49:44
高1 図形と方程式(? / れいひゃー
mが変化するとき、2直線 mx-y+5m=0、x+my-5=0 の交点は1つの円上にあることを証明せよ。

です。
2直線の交点(x,y)が(5-5m^2/1+m^2 , 10m/1+m^2)で、
x=5-5m^2/1+m^2 より、
m^2=-x+5/x+5 であることまではなんとなくわかりましたが、
ここから先がわかりません。

続きは

y^2=100m^2/(1+m^2)^2
  =(-x+5)(x+5)
よって、交点は一定円x^2+y^2=25上にあり、
点(-5,0)を除く。

といった流れになるそうなのですが、
なぜyを二乗するのかがわからないですし、
二乗した計算が何度やってもあいません。
(-x+5)(x+5) から一定円x^2+y^2=25上となるのと、
点(-5,0)はどうして除くのかもわかりません。
 
参考書などを見ても全く理解が出来ませんでした。
分かる方は、詳しく説明をしていただけるとありがたいです

No.13119 - 2011/02/15(Tue) 18:47:46

Re: 高1 図形と方程式(? / ヨッシー
m^2=(5-x)/(x+5) まで来たら、次に考えることは、
y=10m/(1+m^2) に代入して、mを消去することです。
分母は良いですが、分子がmしかないので、両辺2乗して
m^2 を作ります。
 y^2=100m^2/(1+m^2)^2
 100m^2=100(5-x)/(x+5)
 1+m^2=10/(x+5)
より、
 y^2=100(5-x)/(x+5)÷100/(x+5)^2
   =(5-x)(5+x)
展開すると、
 y^2=25−x^2
移項して、
 x^2+y^2=25
ここで、m^2=(5-x)/(x+5) において、x+5が分母に来ていることに
注意すると、x=−5 の時は、別扱いしないといけません。
x=5-5m^2/1+m^2 ですから、
 5-5m^2/1+m^2=−5
とすると、
 5−5m^2=−5(1+m^2)
 5=−5
となり矛盾します。よって、x=−5 となることはあり得ないので、
(-5,0) は含まないことになります。

No.13121 - 2011/02/15(Tue) 21:07:26
包絡線 / J
tをパラメータとする直線群y=2tx-t^2(0≦t≦1)・・?@の範囲を動くとき、通過する領域を図示せよ。

?@をtについて微分してt=x(よってx=tが?@と包絡線の接点)
これを?@に代入してy=2x^2−x^2=x^2(包絡線)

なのですが、なぜこの方法で包絡線が求まるのかが分かりません。苦手なのでなるだけ詳しく教えて下さい。

No.13111 - 2011/02/15(Tue) 02:06:22

Re: 包絡線 / ヨッシー

図のようにx座標xのところで切ると、切り口には、線がいっぱい
交わっていますが、それらの交点はtを変数として、
 (x,2tx-t^2)
と書けます。xを固定値として、tにつれてyがどう変化するかを調べると、
 y=2xt−t^2
tで微分して
 y=2x-2t
より、t=x のとき、y座標は最大値y=x^2 を取ります。
平方完成して、 y=-(t-x)^2+x^2 としてもいいです。

すると、0≦x≦1 の範囲では、図の点Bの座標は
 (x、x^2)
となり、y=x^2 が包絡線となります。

No.13118 - 2011/02/15(Tue) 06:24:47

Re: 包絡線 / J
誤植だと思いますが、
y=2x-2tは
y’=2x-2t、0=2x-2tのどちらですか?

また、x=tが?@と包絡線の接点であることはどうやってわかるのですか?

No.13137 - 2011/02/16(Wed) 04:44:18

Re: 包絡線 / ヨッシー
 y’=2x-2t =0 より、t=x ・・・
です。

この問題を解くのに、最初から、包絡線を意識しているわけではありません。
あくまでも、線群の通る領域を調べているのであって、
結果として(必然的に?)、包絡線になり、x=t における接線を調べると、
傾き 2t で、(t,t^2) を通るので、確かに
 y=2tx−t^2
になるなぁ。程度の理解で良いと思います。

No.13139 - 2011/02/16(Wed) 06:44:07
積分で / jk
(1)∫(1/x^3)dx

(2)∫(3x^3-2x^2-1/x^2)dx

の求め方が分からないんですが,分かる方お願い致します。

No.13110 - 2011/02/15(Tue) 02:03:54

Re: 積分で / ばる
(1)はx^(-3)の積分と見れば良い
(2)は3x-2/x-1/x^2として積分すれば良い

No.13112 - 2011/02/15(Tue) 02:08:50

Re: 積分で / jk
抜けていました。上の問題で求めるのは不定積分です
No.13113 - 2011/02/15(Tue) 02:10:40
パラメータ曲線の接線について / 涼流
受験生です。いつもお世話になっております。
今回はパラメータ曲線の接線に関して質問があります。

# 問
x = t^2/2 + 1/t …… #1
y = t - t^4/4 …… #2
の概形を描け.

# 質問
dx/dt = t - 1/t^2
dy/dt = 1 - t^3
だから
dy/dx = (dy/dt)/(dx/dt)
= (1 - t^3)(t - 1/t^2)
= -t^2(t^3 - 1)/(t^3 - 1)
よりt≠1のとき
dy/dx = -t^2
でt = 1では(yはxで)微分可能ではないですよね?

ということはここでの接線は持たないという認識でよろしいでしょうか?

ところが、解答にはt=1のとき成立しないはずの-t^2に1を代入して傾きを-1としています。
これは正しいのでしょうか?

だとしたら、一般に導関数の値が存在しない場合の接線の傾きはその極限を取っても構わないのでしょうか……?

よろしければどうかご教授願います。

No.13109 - 2011/02/15(Tue) 01:10:59

Re: パラメータ曲線の接線について / rtz
解答にどのように書いてあるのか分かりませんが、
t=1では接線は持ちません。

またlim[t→1+0]dy/dx=-1、lim[t→1-0]dy/dx=-1は両者正しいですが、
t=1での傾きがそのまま書いてあるのはよくないと思います。

ただ、増減表などを書く場合、
定義域外であっても、導関数の値が計算できるケースもありますよね。
そういう場合、括弧つきで値を記しているような解答も見かけます。
今回はそういう扱いでいいと思いますが、
さすがに数値をそのまま書くだけなのは
個人的にあまりおすすめできないです。

No.13114 - 2011/02/15(Tue) 02:11:38

Re: パラメータ曲線の接線について / 涼流
ご回答有難うございます。

失礼しました。問題の解答部分をスキャン致しました :
「ハイレベル理系数学 50テーマ・150題」p117 〔2003/4/8 初版第6刷〕 # 古本で買った旧課程の物ですが……

そうですよね……接線なんてありませんよね……。
ただ、いろいろと調べている内に次のような定理を発見しました :
> f(x) が x = a の付近で連続で、x = a を除いては微分可能であり、
> lim[x→a] f'(x) = A
> という有限な極限が存在するとき、f(x) は x = a でも微分可能で f'(a)=A となる。

( 外部リンク : http://takeno.iee.niit.ac.jp/~shige/math/lecture/basic1/conti1/node4.html )

ただ、この場合はx < 3/2では連続ではないのでこれは使えないですよね……。

ただ、グラフをかくときに便宜的な接線として描けばいいですよね。

No.13120 - 2011/02/15(Tue) 20:24:13

Re: パラメータ曲線の接線について / angel
補足ですが、「t=1の時に dx/dt=0 だから t=1に対応するxのところで接線がない」というわけではありません。
どちらかと言えば、t=1の付近で取るxの値がx≧3/2だから、つまり t=1 に対応する x=3/2 がちょうど曲線の折り返し点になっているからという要因の方が大きいでしょう。

今回のケースでは確かに接線がありませんが、場合によっては接線ができることもあります。
例えば
 x=-t^2+3t+1/t
 y=1/4・t^4-3/2・t^2+2t
は、同じように t=1 のところで dx/dt=0 となりますが、t=1に対応する点 (3,3/4) で接線 y=-x+15/4 を持ちます。
実は t=1 の時、dx/dt=d^2x/dt^2=0, dy/dt=d^2y/dt^2=0 と、1次・2次の微分係数が共に0であり、dy/dx=(d^3y/dt^3)/(d^3x/dt^3) と3次の微分係数同士の分数で傾きが計算できるのです。
※普通に (dy/dt)/(dx/dt) の極限で考えても同じですが。

この話は高校の範囲を超えるものだと思いますので、深く気にする必要はありませんが、ケースバイケースということです。

No.13135 - 2011/02/16(Wed) 00:44:53

Re: パラメータ曲線の接線について / 涼流
> t=1の時に dx/dt=0 だから t=1に対応するxのところで接線がない
考えてみれば円の場合 :
x = cosθ
y = sinθ
もdx/dθ = -sinθでθ=0のとき0ですよね……。(でも一応接線がある……)
などもありますよね。
勘違いをしていました。

パラメータの時の微分可能についてよく学んでいないので受験が終わったら数学をもっと深く勉強したいと思います。

> 実は t=1 の時、dx/dt=d^2x/dt^2=0, dy/dt=d^2y/dt^2=0 と、1次・2次の微分係数が共に0であり、dy/dx=(d^3y/dt^3)/(d^3x/dt^3) と3次の微分係数同士の分数で傾きが計算できるのです。
ロピタルの定理みたいですね。

* * *

今回はどうもありがとうございました。
少しだけすっきりしました。

No.13162 - 2011/02/17(Thu) 00:52:56
数3 / あたる
横浜市立大の問題です

a>0とする。以下の問いに答えよ。
(1)0≦x≦aを満たすxに対して1+x≦e^x≦1+(e^a-1)x/aを示せ。

(2)(1)を用いて1+a+a^2/2<e^a<1+a(e^a+1)/2を示せ。

(3)(2)を用いて2.46<e<2.78を示せ。

お願いします

No.13106 - 2011/02/14(Mon) 23:38:44

Re: 数3 / ばる
数?V不等式の問題はまずは
左辺[右辺]ー右辺[左辺]≧0で出来ないかやってみてください。

最右辺ー中辺≧0、中辺ー最左辺≧0を目標に。
具体的には、最右辺ー中辺=f(x)の最小値が0以上示すか、はさみうちの原理を使うか、平均値の定理を使うかです。

No.13115 - 2011/02/15(Tue) 02:13:53
領域 / ぬこ
またまた領域の問題です

連立不等式x^2+y^2≦25と(y-2x-10)(y+x+5)≦0の表す領域をDとする。

(1)領域を図示せよ。

(2)点(x,y)がこの領域Dを動くとき、x+2yの最大値Mと最小値mを求めよ。また、M、mに与えるDの点を求めよ。

(3)aを実数とする。点(x,y)が領域を動くとき、ax+yが
点(3,-4)で最大値をとるようなaの範囲を求めよ。

これも過去問です
よろしくお願いします

No.13105 - 2011/02/14(Mon) 23:32:48

Re: 領域 / ばる
(1)はx^2+y^2=25とy-2x-10=0、y+x+5=0のグラフを描いてください。交点も調べないといけないので少し面倒です。

(2)は線形計画法で求めます。x+2y=kとおいて(1)で描いたグラフを元にkを変化させてみてください。kが最大となるのはy=(k−x)/2のy切片が最大のとき、kが最小となるのはy切片が最小となるときです。

No.13116 - 2011/02/15(Tue) 02:18:49
2B / ぬこ
a,bを正の実数とする。放物線C1:y=x^2-aと
放物線C2:y=-b(x-2)^2は、ともに、点P(x0,y0)において直線Lに接しているとする。S1を直線x=0と放物線C1と接線Lで囲まれた領域の面積とし、S2を直線x=2と放物線C2と接線Lで囲まれた領域の面積とするとき、次の問題に答えよ。

(1)a,x0,y0をbで表せ。

(2)面積の比S1:S2をbで表せ。

よろしくお願いします

ちなみに過去問です

No.13104 - 2011/02/14(Mon) 23:27:00

Re: 2B / ばる
(1)f(x)=x^2-a,g(x)y=-b(x-2)^2とすると
これらがPで接する
⇔f(x0)=g(x0)かつf'(x0)=g'(x0)
この式を立てればa,x0,y0をbで表せるはずです。

(2)はa,b>0に注意してグラフを描いて
面積を求めます。面積は積分を使って求めます。

No.13117 - 2011/02/15(Tue) 02:25:13
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