2007年05月 の投稿ログ


32443.軌跡と領域から  
名前:高3 幸    日付:5月31日(木) 23時48分
正の実数a,bは a^2-b^2=1を満たし、
また実数θは0<θ<πを満たすとする。
x=b/a-cosθ , y=sinθ/a-cosθ とおく。

a,bが定数で、θが動くとき、動点(x,y)は
1つの円周上にあることを示せ。

という問題です。教えて下さい。
よろしくお願いします!



32445.Re: 軌跡と領域から
名前:angel    日付:6月1日(金) 7時43分
問題は
 x=b/(a-cosθ), y=sinθ/(a-cosθ)
で良いでしょうか?

cosθ, sinθが出てきているので、
 cosθ=…
 sinθ=〜
の形にして、
 (…)^2+(〜)^2=(cosθ)^2+(sinθ)^2=1
のように消してしまえば良いです。
そこからまとめていく過程で、a^2-b^2=1 特に a^2-1=b^2 をよく使います。

32439.微分を利用した不等式の証明で質問があります。  
名前:みかん    日付:5月31日(木) 21時37分
微分を利用した不等式の証明で質問があります。
x>0のとき、e^x>1+x+x^2/2・・・(1)の証明で、
f(x)=e^x−1−x−x^2/2・・・(2)
とおく。
f’(x)=e^x−1−x・・・(3)
f''(x)=e^x−1・・・(4)
x>0のとき、f''(x)>0だからf'(x)はx≧0で単調に増加する。
よってx>0のときf'(x)>f'(x)=0
これより、f(x)はx≧0で単調に増加する。
ゆえに、x>0のとf(x)>f(0)=0
したがってe^x−1−x−x^2/2>0だから
x>0のとき、e^x>1+x+x^2/2



32442.Re: すいません質問が消えてました。
名前:みかん    日付:5月31日(木) 23時4分
(質問)「x>0のとき、f''(x)>0だからf'(x)はx≧0で単調に増加する。」を「x>0のとき、f''(x)>0だからf'(x)はx>0で単調に増加する。」にしてはいけないのでしょうか。その理由もお願いします。


32450.Re: 微分を利用した不等式の証明で質問があります。
名前:ぱんだ    日付:6月2日(土) 7時48分
このタイプの問題で私が強調するのは、小手先のテクニックよりも
「グラフを書こうとする意思」です。
そして、f '(x)やf ''(x)の意味をしっかり考えてください。

ちょっとこの例を必ずグラフを書いて考えてみてください。

g(x)はg(0)=100で、x≧0でg '(x)>0を満たす。
g(x)はx>0でg(x)>0を満たすことがお分かりでしょうか?
g' (x)がどうとかg''(x)がどうとうかいう文字面を追いかけるのではなく
グラフを書こうとしたとき明らかにg(x)>0(x>0)のはずですよね。

さて、今回ご質問の問題ですがf(x)は
f(0)=0を満たしています(グラフを書いてみてください)
この後x>0の部分のグラフを書いていきたいわけですが
f '(x)が正か負か、知りたいですよね。そこで調べてみます。
f '(x)=e^x−1−x  これでは正か負かちょっとわかりにくい。
でもf'(0)=0なので最初の(x=0の時の)傾きは0です。

そこでf'(0)の変化率であるf''(x)を調べると
f''(x)=e^x-1>0(x>0)がわかります。
つまり、@「最初の傾きが0であること」と
A「傾きの変化率(=f''(x))が常に正であること」から
その後(x>0の部分)の傾きが常に正であることがわかり
f(x)>0(x>0)を示すという目的が達成されるわけです。

さて、みかんさんの「x>0のとき、f''(x)>0だからf'(x)はx>0で単調に増加する。」
は何がいけないかもうお分かりいただけたでしょうか?

私が具体的な反例をあげてもよいのですが、せっかくですから
みかんさんが自分で反例を作って書き込んでみてください。
頑張ってくださいね。


32452.Re: 微分を利用した不等式の証明で質問があります。
名前:みかん    日付:6月2日(土) 9時48分
「x>0のとき、f''(x)>0だからf'(x)はx>0で単調に増加する。」ではいけない反例は、f’(x)がx=0で連続でない時です。
x=0の時、f’(0)=0でx=0でない時、f’(x)=x−4です。
これでいいでしょうか。


32460.Re: 微分を利用した不等式の証明で質問があります。
名前:ぱんだ    日付:6月2日(土) 19時3分
>「x>0のとき、f''(x)>0だからf'(x)はx>0で単調に増加する。」ではいけない反例
とは、「x>0のとき、f''(x)>0」は満たすが、
「f'(x)はx>0で単調に増加する。」を満たさない例です。

f''(x)>0が存在するということは、f '(x)の微分が存在するわけですから
f '(x)は必ず連続になります。なので、みかんさんの反例は不適切です。

もう少しヒントをあげておくと、f ''(x)とは、f'(x)の変化率のこと、
つまり傾きの変化率のことです。
f ''(x)>0とは、「傾きがどんどん大きくなってくる」ということです。
もう一度考えてみてください。


32461.Re: 微分を利用した不等式の証明で質問があります。
名前:ぱんだ    日付:6月2日(土) 19時17分
あっと、失礼しました。私が最初に大変な見間違いをしていることに
今気づきました。

>「x>0のとき、f''(x)>0だからf'(x)はx>0で単調に増加する。」
のf'(x)の部分をf(x)と見間違っていました。
(私は見間違えにくいようにスペースを一個空けてf '(x)と書いています)

かなり意味が違ってくるので(汗)取り急ぎ訂正まで。


32464.訂正
名前:ぱんだ    日付:6月2日(土) 19時41分
「f(x)がx≧0で『連続』で、x>0でf '(x)>0ならば
f(x)はx≧0で単調増加」ということは成立します。
今回の模範解答はこのような形で証明をすることになるわけですが、

今回の質問の「x>0のとき、f''(x)>0だからf '(x)はx>0で単調に増加する。」でよいかということについて考えて見ましょう。

x>0のとき、f''(x)>0が仮定されると確かにf '(x)はx>0で単調に増加します。
ところが、「x>0で単調増加」とはどういう意味か考えてみましょう。
a>0,b>0を満たすa,bについてa>bならばa>(≧)bということですよね。
これだとf '(2)>f '(1)は成立しますが、
肝心のf '(1)>f '(0)=0が成立するかどうかはわかりません。
なので、その証明はよろしくないということになります。
(ちなみに模範解答としてみかんさんが挙げたものも、
「x>0のとき、f''(x)>0だからf'(x)はx≧0で単調に増加する」
ではなくて、
「x>0のとき、f''(x)>0で、『なおかつf '(x)はx=0で連続』だから
f'(x)はx≧0で単調に増加する」としなくてはならないでしょう。

ただし、高校生ではここまでは求められないのが通例ですので
あまり気にしなくてよいかもしれません。)

なお、angelさんの書き込みで気づきましたが、マルチポストは
マナー違反ですので、気持ちはわかりますがやめた方がいいと思います。


32467.Re: 微分を利用した不等式の証明で質問があります。
名前:みかん    日付:6月3日(日) 8時57分
すいません。あまり理解できていません。「x>0のとき、f''(x)>0」は満たすが、「f'(x)はx>0で単調に増加する。」を満たさない例は、何があるかよくかわかりませんでした。お願いします。
あと、掲示板のルールをよくわかっていないくて御迷惑をかけました。


32469.Re: 微分を利用した不等式の証明で質問があります。
名前:ぱんだ    日付:6月3日(日) 18時1分
えっと、最初に私がみかんさんの書き込みを見間違えて
なおかつ、見間違えに気づかずにみかんさんの書き込みを
コピーして貼り付けてしまったので、かなりおかしなことに
なっていました。

なので、いったんその反例〜の部分は忘れてください。
しかし、みかんさんの最初の証明がよくないのは確かです。
改めてこれが私の最初の書き込みと思って読んでいただけると幸いです。

「x>0のとき、f ''(x)>0だからf '(x)はx>0で単調に増加する。」
は確かに成立します。
しかし、f '(x)が『x≧0』で単調に増加するとは主張できていません。

そのため、a,b>0についてa>bならばf '(a)>f '(b)は成立しますが、
a>0についてf '(a)>f '(0)=0は成立しません。
つまり、f '(x)>0 (x>0)がいえないので、よろしくありません。


32484.Re: 微分を利用した不等式の証明で質問があります。
名前:みかん    日付:6月4日(月) 22時31分
ぱんださん。

「f '(a)>f '(0)=0は成立しません。」でよくわかりました。掲示板で御迷惑をかけたのにもかかわらず、色々と答えていただきありがとうございました。

32438.高2です  
名前:モソ    日付:5月31日(木) 20時31分
logx^y=logy^xを満たすとき
 x^2+2y^2の最小値は?



32448.Re: 高2です
名前:ぱんだ    日付:6月1日(金) 17時58分
問題はそれであっていますか?

x^2+2y^2≧0は当然成立するのですが、
x=y>0ならば必ずlogx^y=logy^xを満たすので
x=y=0.00000・・・1のようにxもyも0に近づければ
x^2+2y^2は当然限りなく0に近づきますが
0に一致することは決してありません。
よって最小値はなしということになります。

32434.存在範囲  
名前:バンビ    日付:5月31日(木) 13時51分
xについての方程式 cos2x+2asinx+b=0(0<=x<2π)について
1)解が1個だけとなるような点(a,b)の存在範囲を図示せよ。
2)解が2個となるような点(a,b)の存在範囲を図示せよ。
3)解が3個となるような点(a,b)の存在範囲を図示せよ。
4)解が4個となるような点(a,b)の存在範囲を図示せよ。

どなたか教えて頂けないでしょうか。よろしくお願い致します。



32435.Re: 存在範囲
名前:ヨッシー    日付:5月31日(木) 14時13分
ここでいう解は、実数解だとします。また、重解は、解が1個とします。

cos2x=1−2sin^2x ですから、
 cos2x+2asinx+b=0 ・・・(1)
は、
 -2sin^2x+2asinx+b+1=0
 2sin^2x−2asinx−(b+1)=0
と書けます。t=sinx とおくと、この式は、
 2t^2−2at−(b+1)=0 ・・・(2)
と書けます。(2) の解と、(1) の解の関係は、
 (2) が虚数解を持つとき、(1) の解はなし
 (2) が重解を持つとき、その解が
  t=1 または t=−1 のとき、(1) の解は1個
  −1<t<1 の範囲にあるとき、(1) の解は2個
  それ以外のとき、(1) の解はなし
 (2) が異なる2つの実数解α、βを持つとき
  α、βともに (-1,1) の範囲にあるとき、(1) の解は4個
  α、βのいずれかが、±1 で、他方が (-1,1) の範囲にあるとき、(1) の解は3個
  α、βが、−1と1 であるとき、(1) の解は2個
  α、βのどちらかが [-1,1] の外にあり、
   他方が、(-1,1) の範囲にあるとき、(1)の解は2個
   他方が、±1 であるとき、(1)の解は1個
   他方も、[-1,1] の外にあるとき、(1) の解はなし
このように分類されます。

例えば、t=1/2 のように、(-1,1) の範囲に(2) の解があると、
(1) の解は、x=π/6、5π/6 のように2つあります。
t=1 だと、x=π/2 のみです。
 

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32431.(untitled)  
名前:ゴン    日付:5月31日(木) 5時16分
ヨッシーさんありがとうございます。

32426.(untitled)  
名前:ゴン    日付:5月30日(水) 23時42分
sin^3xcosx (t=sinx) の置換積分です。お願いします。



32427.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月31日(木) 0時58分
t=sinx とおくと、dt/dx=cosx より dt=cosxdx
∫sin3xcosxdx=∫t3dt=t^4/4+C
 =sin4x/4+C
 

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32425.背理法  
名前:あき    日付:5月30日(水) 22時38分
a、bが実数で、a+b>2ならば、a>1またはb>1である。
がわかりません。導いてもらえますか?お願いしますっ



32428.Re: 背理法
名前:ヨッシー    日付:5月31日(木) 1時2分
背理法といえば背理法ですが、対偶を取るといった感じですね。つまり、
 「a≦1 かつ b≦1 ならば a+b≦2」
を示せばいいことになります。
a≦1 と b≦1 の、左辺どうし、右辺どうしを足して、
 a+b≦2
が直ちに言えます。よって、
 「a+b>2ならば、a>1またはb>1である」
は成り立ちます。

背理法っぽく解くなら、
 a+b>2
のとき、a≦1 かつ b≦1 であると仮定します。
a≦1 かつ b≦1 であると、左辺どうし、右辺どうしを足して、
 a+b≦2
となり、a+b>2 と矛盾します。
以上より、
 a+b>2ならば、a>1またはb>1である
と言えます。
 

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32433.Re: 背理法
名前:あき    日付:5月31日(木) 13時18分
ヨッシーさんありがとうございます♪すごくわかりやすくて勉強になりましたぁ。

32422.回答ミス  
名前:教得手 学    日付:5月30日(水) 20時45分
ヨッシーさん、angel さん、マリオさん、ご迷惑をおかけしました。
□32421.をのぞいてください。



32429.Re: 回答ミス
名前:ヨッシー    日付:5月31日(木) 1時6分
ドンマイ。
もしかして、質問者さんは、教得手 学さんの考えに、一番共感するかも。
 

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32430.Re: 回答ミス
名前:教得手 学    日付:5月31日(木) 1時6分
あっ! □32421.がどこにあるか分からないですね。
質問 □32347.証明 のRe. の最後です。

32412.ニュートン法etc・・・  
名前:るう    日付:5月30日(水) 1時18分
教えてください(><;

x(x-1)^2=0を初期値x。=0.1として、ニュートン法で求める問題。

答えはx。=0.1
x1=0.0285714286
x2=0.0015037594
x3=0.0000045023
x4=0.0000000000 であっていると思うのですが、解法がまったくわかりません。

また、f(x)=x^3-x=0について。
初期値をx。=1.1,0.9,0.3 としたとき、
a1=1、a2=0、a3=−1のどの解に収束するのか、それぞれの場合について予想しましょう。という問題。
実際に数値計算して確かめることもできれば、尚良いんですけども・・・。

最後に、tanx-1=0(0<x<1)とπsinx-2x=0(-π<x<π)の解を
小数点以下6桁まで正確に求める問題。

複雑なものばかりでごめんなさい。
アホAなわたしに解説お願いします。



32415.Re: ニュートン法etc・・・
名前:ヨッシー    日付:5月30日(水) 11時40分
ニュートン法は
 f(x)=x(x-1)^2
とおいて、x=xn における、y=f(x) の接線とx軸との交点のx座標をx(n+1) とする手法です。
 f'(x)=(x-1)^2+2x(x-1)=(x-1)(3x-1)
x0=0.1 に対して 接点は(0.1, f(0.1))=(0.1, 0.081)、接線の傾きは
 f'(0.1)=0.63
接線の式は、y=0.63(x-0.1)+0.081
y=0 とすると、x1=-0.0285714285714286
同様に
 x2=-0.00150375939849625
 x3=-0.000004502273648192
 x4=-0.000000000040540388
となります。

グラフで描くとこんな感じです。

このグラフがイメージできれば、初期値に対して、どの解に収束するかは
おおよそわかるでしょう。
ちなみに、a3=−1 は解ではないので、これには収束しません。
 

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32417.Re: ニュートン法etc・・・
名前:ヨッシー    日付:5月30日(水) 13時38分
その延長で考えると、後半の問題も、ニュートン法の問題でしょうか?
だとすると、初期値によって、どの解に行き着くかが変わります。

普通の数学の問題なら、
 tanx−1=0 → x=π/4
 πsinx-2x=0 → x=0,±π/2
というのが得られますので、π=3.1415926 を使えば求められます。
 

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32424.(untitled)
名前:るう    日付:5月30日(水) 21時7分
ありがとうございました!!
がんばります!!

32397.指数関数  
名前:小宮賢太    日付:5月29日(火) 22時53分
a>0かつa≠1のとき、a^x>aはどうなるのですか?



32414.Re: 指数関数
名前:ヨッシー    日付:5月30日(水) 11時15分
a^x>a は a^x>a^1 のことですから、
x と 1 の比較になります。
y=a^x のグラフを描いて、a^x>a となるxの範囲を見つけましょう。
 y=2^x のグラフ
 y=0.5^x のグラフ
の2つは最低描きましょう。 
 

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32423.Re: 指数関数
名前:小宮賢太    日付:5月30日(水) 21時3分
ありがとうございました!

32396.(untitled)  
名前:コメダ一登    日付:5月29日(火) 22時11分
ヨッシーさんは高校の先生とかやってるんですか?



32398.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月29日(火) 23時8分
教師、講師、教授などとは違います。
正体はヒミツ(^^;
 

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32395.e πの大きさ  
名前:ゴン    日付:5月29日(火) 21時34分
eのπ乗 と πのe乗の 大きさはどうなりますか?
教えて頂けたら幸いです。お願いいたします。



32400.Re: e πの大きさ
名前:mimi    日付:5月29日(火) 23時30分
x>0のときe^x>1+xを使います。
π>eより、π/e-1>0
上の不等式でx=π/e-1とおくと、
e^(π/e-1)>1+(π/e-1)=π/e
両辺にeを掛けると、
e^(π/e)>π
両辺をe乗すると、
e^π>π^e


32401.Re: e πの大きさ
名前:ゴン    日付:5月29日(火) 23時46分
ありがとうございます。すみませんが・・・もし、この大きさでグラフを作るとしたらどうなりますかね?本当に自分勝手ですみません。お力をお借りしたいのですが・・・。


32402.Re: e πの大きさ
名前:たまたま見ました    日付:5月29日(火) 23時54分
他にも、x>0の時にy=logx/x(エックス分のログ・エックス)のグラフを用いる方法もあります。増減を調べて大まかなグラフを書いてeとπを代入した時の値の大小を調べてみてください。ちなみに、このグラフを使えば、たとえば他に99^100と100^99の大小を調べられたりしますよ。


32405.Re: e πの大きさ
名前:ゴン    日付:5月29日(火) 23時59分
logグラフの求め方を教えていただきたいです。
お願いいたします。


32406.Re: e πの大きさ
名前:ぱんだ    日付:5月30日(水) 0時0分
私からも一言。

問題です。2^100と100^2どちらが大きいでしょうか
     5^30と30^5 どちらが大きいでしょうか
     3^1000と1000^3どちらが大きいでしょうか

まず直観的にどちらが大きいか予想がつくとよいと思います。


32407.Re: e πの大きさ
名前:mimi    日付:5月30日(水) 0時11分
2^100と100^2とか2つの数が極端に違うときは簡単ですが、e^πとπ^eのときは結構微妙ですね。
e^π=23.1406…
π^e=22.4591…
この差は感覚では分かりませんね。
「この大きさでグラフを作る」というのはちょっと意味が図りかねますが、両方とも超越数なので直線上にその大きさを定規・コンパスで作図することは不可能です。


32409.Re: e πの大きさ
名前:ぱんだ    日付:5月30日(水) 0時20分
a>b>1のときa^bとb^aのどちらが大きいのか?
この問いに対してまず暗算でb^aのほうが大きいと予想をつけてください。

「a^bとb^aの大小を比べたい」
⇔「log(a^b)=blogaとlog(b^a)=alogbの大小を比べたい」
⇔「loga/aとlogb/bの大小を比べたい」
⇒f(x)=logx/xのグラフを書く(書こうとする)。(普通に微分して書いてください)
f(a)=loga/aとf(b)=logb/bの大小を比べたい

f(2)とf(3)のどちらが大きいか、f(4)とf(5)のどちらが大きいか、
今回知りたいのは要はそういう内容です。aはより大きい数で
bはより小さい数ということをイメージしておくこと。

f'(x)=1-logx/x^2 よりx>eでf'(x)<0 x<eでf'(x)>0
よって、f(π)<f(e)よりπ^e<e^πが成立。

(*)先ほどの例ですが不適切でした。急いで書いたもので申し訳ありません。
例えば2^3<3^2でしたね(汗)今回の問いは微妙なラインの問題でした。


32410.Re: e πの大きさ
名前:ぱんだ    日付:5月30日(水) 0時22分
あと当然一つ上の
>a>b>1のときa^bとb^aのどちらが大きいのか?
この問いに対してまず暗算でb^aのほうが大きいと予想をつけてください。
も不適切でした。訂正させていただきます。


32419.Re: e πの大きさ
名前:ゴン    日付:5月30日(水) 15時24分
皆さんありがとうございました。助かりました。

32394.確立ー高2  
名前:やす    日付:5月29日(火) 20時22分
こんにちは。
今場合の数と確立を習っているのですがどうやって式をたてるかなど頭でよく整理できません。
  赤玉3つ、黄色い玉2つ、緑の玉1つの入った袋の中から2つの玉(1つめはだしたら戻さない)を選ぶとき、全ての玉が違う色になる確立はなんですか。
という問題で、
私は 1−(同じ色の確立) でやろうと思ったのですがよくわからず先に進めません。
何か確立の良い考え方・解き方などありませんでしょうか?
上の問題の解き方もお願いします。



32404.Re: 確立ー高2
名前:教得手 学    日付:5月29日(火) 23時56分
(そのことの起こる確率)=(そのことの起こる場合の数/(すべての
場合の数)
で求まりますが、各場合がすべて同じ起こりやすさであることが条件で
す。
だからこの問題において、「何通りか」を考えるとき同じ色の玉も区別して、「何通りか」を数えなくてはなりません。
いま 3つの赤玉を@,A,B、2つの黄玉をイ.ロ、緑玉をAとします

全体の集合は{@,A,B,イ.ロ,A}となり、ここから2つを抜き出し
て出来る組み合わせ(部分集合)の数は
{@,A}{@,B}{@,イ}{@.ロ}{@,A}
{A,B}{A,イ}{A.ロ}{A,A}
{B,イ}{B.ロ}{B,A}
{イ.ロ}{イ,A}
{ロ,A}
以上の15通りで、そのうち{@,A}のような同じ色の組み合わせは
4通り、異なる色の組み合わせは 15-4=11(通り)
したがって、2つとも異なる色の玉だある確率は 11/15

 ただし、6つの玉ぐらいならこのようにすべて書き上げてもしれてい
ますが、もっと多いときなどは次のように計算します。

 6つから2つ取り出して出来る組み合わせの数・・・(6*5)/(2*1)
 8つから3つ取り出して出来る組み合わせの数・・・(8*7*6)/(3*2*1)

このような確率を求めるときに、私は次のことに注意を払います。
 @同じものが繰り返してよいのか(この問題では戻さないから駄目)
 A1回目(1つ目)2回目(2つ目)と区別して数えるのか、区別し
 ないで数えるのか(この問題では区別しないで数えてよい)
 Bそうでない場合のほうがかなり多い場合は、1−(そうでない場合 の確率)でもとめる。
 C場合漏れがないように細心の注意を払う。
  ・・・・・等


32408.Re: 確立ー高2
名前:たまたま見ました    日付:5月30日(水) 0時19分
そうですね、頭で整理できないのなら素直に紙に書いて整理すればいいんですよ。よく言われることだと思いますが、このような分野の問題を考える時には、実験が結構威力を発揮したりします。つまり、自分で書き並べてみることです。そのうちに規則性に気がつくこともよくあります。是非、面倒くさがらずに手を動かしてください。


32488.Re: 確立ー高2
名前:やす    日付:6月4日(月) 23時12分
教得手 学 さん、 たまたま見ましたさん、回答ありがとうございます。
わかりやすくて問題も同じ方法でやったら解けました。
あと、一つ一つの問題を図を書いてからとくようにしたら前よりももっとわかりやすく、正解率も高くなってきました。
2人ともありがとうございました。

32393.今回も助けてください  
名前:麻奈(高3)    日付:5月29日(火) 20時19分
半径rの円に内接する正十角形の周の長さをℓ
その面積をsとする。また 半径rの円に外接する
正十角形の周の長さをL 面積をSとする
cos18°=a とするとき
ℓ/c をaを用いて表せ


という問題です。 よろしくお願いします



32411.Re: 今回も助けてください
名前:たまたま見ました    日付:5月30日(水) 0時24分
分母にきているcってなんですか?


32413.Re: 今回も助けてください
名前:あんな    日付:5月30日(水) 6時30分
すみません 問題間違えてました
ℓ/L です よろしくお願いします


32416.Re: 今回も助けてください
名前:ヨッシー    日付:5月30日(水) 12時6分

煩雑なので円は描いていませんが、2つの十角形の関係は図のようになります。
求めたいのは、内の十角形と、外の十角形の相似比なので、
 OA/OB
を求めればいいことになります。
△OABで、∠AOB=18° なので、cos18°とは・・・(以下略)
 

http://yosshy.sansu.org/

32386.グラフ  
名前:もこ    日付:5月29日(火) 12時26分
2変数関数
U(X1、X2)=min{X1,4X2}
のグラフがどうなるのかわかりません。
さらに、このグラフとX1+4X2=16の交点はどうなるのでしょうか?



32387.Re: グラフ
名前:ヨッシー    日付:5月29日(火) 14時1分
2変数関数なので、グラフは3次元になると思いますが、
平面的に書くとこんな感じです。

 

http://yosshy.sansu.org/


32388.Re: グラフ
名前:ヨッシー    日付:5月29日(火) 14時25分
立体的に描くと、こんな感じでしょうか。

 

http://yosshy.sansu.org/


32389.Re: グラフ
名前:ヨッシー    日付:5月29日(火) 14時38分
さらに、X1+4X2=16 の平面を交差させると、
その交点は、図の折れ線上の点になります。

 

http://yosshy.sansu.org/

32379.数TA UB演習  
名前:高3    日付:5月28日(月) 22時55分
a=(2+√5)^1/3、b=(2-√5)^1/3のとき、abとa+bを求めなさい。

という問題が解けません。教えていただけないでしょうか??



32383.Re: 数TA UB演習
名前:ヨッシー    日付:5月29日(火) 8時44分
ab={(2+√5)(2-√5)}^1/3=(-1)^1/3=-1
これはすぐ出ますね。一方、
 (a+b)^3=a^3+b^3+3ab(a+b)
において、a^3+b^3=4, ab=-1 より、
(a+b)^3+3(a+b)-4=0
x=a+b とおくと、
 x^3+3x-4=0
x=1 は1つの解なので、(x-1) をくくりだして、
 (x-1)(x^2+x+4)=0
x^2+x+4=0 からは虚数解しか得られないので、実数解は x=1 のみ。
以上より、ab=-1, a+b=1
 

http://yosshy.sansu.org/


32437.Re: 数TA UB演習
名前:高3    日付:5月31日(木) 16時42分
ありがとうございました

32375.中2・文字式  
名前:胡桃    日付:5月28日(月) 21時53分
学校から配られたプリントにあった問題で、先生の解説もよく分からず困ってます。
よかったら教えてください。

1 1 1
―+―=― のとき、aをbとcを用いた式で表せ。
a b c

解答には
   bc
a=―――――
   b−c

とでています。
この答えになるまでの途中が全く分かりません^^;
できたら詳しく教えていただけたら嬉しいです。
よろしくお願いします。



32376.Re: 中2・文字式
名前:mimi    日付:5月28日(月) 22時30分
1 1 1 1
―+―=―の―を右辺に移項する。
a b c b
1 1 1
―=―−―
a c b
右辺を通分する。
1  b  c  b−c
―=――−――=――――
a bc bc  bc
逆数をとる。
   bc
a=――――
   b−c


32377.Re: 中2・文字式
名前:mimi    日付:5月28日(月) 22時34分
あれ?だいぶずれちゃった

1/a+1/b=1/c
で1/bを右辺に移項
1/a=1/c-1/b
右辺を通分
1/a=b/bc-c/bc=(b-c)/bc
逆数をとる
a=bc/(b-c)


32440.Re: 中2・文字式
名前:胡桃    日付:5月31日(木) 21時53分
だいぶ遅れてしまってすみません;
両辺の分母分子を入れ替えても答えは同じ、ということを知りませんでした(笑
助かりました、ありがとうございました♪

32370.相似について  
名前:    日付:5月28日(月) 18時4分
宜しく、お願い致します。

「正多角形」「正多面体」など、
『正』が付くものは、どんなものでも、
「必ず相似の関係」になっていると考えて良いですか?



32372.Re: 相似について
名前:らすかる    日付:5月28日(月) 20時6分
相似の関係って、何と何がですか?
例えば、ある正三角柱と別の正三角柱は、普通相似ではありません。

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32378.Re: 相似について
名前:    日付:5月28日(月) 22時38分
らすかるさん
私の表現の仕方が下手で、すみませんでした。
『正』のつくのもの、という言い方は駄目でしたね。
正三角柱とかは思いつきませんでした。

では
「平面図形」の場合
大きさの異なる正三角形
       正五角形
        ・
        ・
などの頭に『正』が付く図形は全て「相似の関係にある」
で良いですか?

「立体」の場合
大きさの異なる正四面体
       正十二面体
        ・
        ・
などの頭に『正』または『準正』が付く多面体は全て相似の関係にある」で良いですか?


32380.Re: 相似について
名前:らすかる    日付:5月29日(火) 0時15分
「正三角柱」は「頭に『正』が付く多面体」ですが…

もし「正三角形」「正四角形」「正五角形」「正六角形」…と
「正四面体」「正六面体」「正八面体」「正十二面体」「正二十面体」
に限定するなら、相似です。

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32381.Re: 相似について
名前:    日付:5月29日(火) 0時20分
らすかるさん
ありがとうございました。

32368.小4 概数について  
名前:小5の母    日付:5月28日(月) 16時6分
小4まとめテストで、概数を求める問題が出ました。

四捨五入で、一万の位までの概数で表しなさい。
69280 → 約70000

コドモは答えに「約」をつけて解答。
不正解でした。
しかし、子供に聞くと去年の先生はそれで正解だったと・・・。
で、ノートを調べると確かに「約」が付いて正解でした。

今年の先生に質問したところ、「教科書には約がついてないので・・・」とのこと。

コドモも納得いってないようです。
正解でも不正解でも納得のいく説明が欲しいのでよろしくお願いします。



32369.Re: 小4 概数について
名前:ヨッシー    日付:5月28日(月) 16時54分
残念ですが、そういう先生だとあきらめるしかないでしょう。
本質が見えてないですね。

ただ、お子さんにそう言うと、先生をあなどったりするので、
お家でこっそり○を付けて、点数を書き換える程度にしておいた方が良いでしょう。
折を見て、前の先生(もう転勤されたのかも)の話を聞いたりする手も
ありますが、ここで今の先生を言い負かしても、あまり良いことはないです。

一番怖いのは、これを機に算数が嫌いになってしまうことです。
うまく導いてあげて下さい。
 

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32374.Re: 小4 概数について
名前:教得手 学    日付:5月28日(月) 21時52分
上のヨッシーさんのアドバイスは、いろいろな配慮がなされており的を
射たものだと思います。
 一般に子供は親が先生批判をすると、先生を軽んじたり全否定をしたりして、先生が大切なことを教えてくれた場合でも謙虚に学ぶ姿勢がな
くなり 結局はマイナスになることが多いですね。
 うまくフォローする知恵を期待します。

ところで 「約」が必要か、不必要かですが
「概数が約70000」 ということは「およその数が約70000」ということで、「およそ」が重複しておかしな文になってしまっているので「約」
は付けないほうがよいとは思います。(私が採点をすれば、「約」を消してマルを付けるかな?)
「〜〜の可能性があるかもしれない」と若者が使いがちですが、これも
ね〜〜・・・・・・

32365.(untitled)  
名前:めちゃイケナイ 高2    日付:5月28日(月) 11時42分
おはようございます。ベクトルなんですが,

OA=4,OB=3,∠AOB=60°の三角形OABがある。辺OAを3:1に内分する点をCとし→OD=k→OB(k≠0)で定まる点をDとし,三角形OABの重心をGとする。また,→OA=→a,→OB=bとする。
(1)→CD,→CGをa→, →bで表せ。
(2)3点C、G、Dが一直線上にあるとき,kの値を求めよ。
(3)直線CDと直線OGが垂直となるとき,kの値を求めよ。



32366.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月28日(月) 12時15分
(1)
 OC=(3/4)
 OD=k
より、
 CDODOC=・・・(以下略)

 OG=()/3
より、
 CGOGOC=・・・(以下略)

(2)
CDCG の係数を比較して、
 CD=tCG (tは実数)
の形になるためには、
 -3/4=-5t/12
 k=t/3
これを解いて、
 t=9/5, k=・・・(以下略)

(3)
CDOGの内積を取って、
 CDOG=(-1/4)||^2+(k/3)||^2+(-1/4+k/3)
ここで、
 ||^2=16、||^2=9、=6
より、
 CDOG=(中略)=-11/2+5k=0
よって、
 k=・・・(以下略)
 

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32350.三角比  
名前:あんな    日付:5月27日(日) 22時7分
四角形ABCDは円に内接していて、AB=5 BC=5
CD=8 DA=10であるとき 線分BDの長さを求めよ
また四角形ABCDの面積を求めよ
という問題なんですが 教えていただけますか?



32352.Re: 三角比
名前:ヨッシー    日付:5月27日(日) 22時58分
BDを△ABDと△BCDとから求めます。
△ABDにおける余弦定理より、
 BD^2=5^2+10^2−2・5・10cos∠BAD …(1)
△BCDにおける余弦定理より、
 BD^2=5^2+8^2−2・5・8cos∠BCD …(2)
四角形ABCDは円に内接するので、
 ∠BAD+∠BCD=π
よって、
 cos∠BCD=−cos∠BAD
(1)(2)に代入して
 BD^2=125−100cos∠BAD
 BD^2=89+80cos∠BAD
これを解いて、
 cos∠BAD=1/5
 BD^2=105
よって、
 BD=√105

また、cos∠BAD=1/5 より、sin∠BAD=2√6/5
同様に sin∠BCD=2√6/5
よって、
 △ABD=(1/2)AB・ADsin∠BAD
  =(1/2)5・10(2√6/5)=10√6
同様に △BCD=8√6
よって、四角形ABCDの面積は 18√6
 

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32367.Re: 三角比
名前:ヨッシー    日付:5月28日(月) 14時12分
別解です。
△ABD、△BCDともに、3つの辺の長さがわかっているので、
ヘロンの公式を使って、面積を出す方法もあります。

また、この問題に限っては、AB=BCなので、
下の図のような変形をして、√105, √105, 18 の三角形を作って、
三平方で高さを求めるか、ヘロンの公式を使う方法もあります。

【三平方】
底辺は18なので、高さは、
 √(105−9^2)=√24=2√6
面積は、
 18×2√6÷2=18√6

【ヘロンの公式】
 S=(1/4)√{(18+2√105)18(2√105-18)18}=(18/4)√(420-324)
  =(9/2)√96=9√24=18√6
 式は、端折ってます。
 

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32349.(untitled)  
名前:コメダ一登    日付:5月27日(日) 21時53分
特性方程式の件ですが、最初にあの形を目指すりゆうがわからないのですが…アルファーを両辺カラひくりゆうです



32351.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月27日(日) 22時9分
一言で言えば、等比数列を作るためです。
an が等比数列でなくても、an−α が等比数列になれば、
一般項の式が作れるのです。
 

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32362.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月28日(月) 9時27分
その前に、知っておかないといけないのは、
初項 a1、公比r の等比数列の表し方は
 一般項:an=a1・r^(n-1)
とするほかに、漸化式としての表し方
 an+1=r・an (ただし、初項 a1
があるということで、ここでは、この形を目指します。
 

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32403.Re: (untitled)
名前:ぱんだ    日付:5月29日(火) 23時56分
>ヨッシーさんへ

特性方程式についてですが、
「等比数列を作るため」という捉え方は確かにあります。
大半の生徒にはそれで十分かもしれません。
しかし、大変差し出がましく恐縮なのですが、
特性方程式の本来の意味を考えたとき、
出来れば別の考え方も入れたほうがよいような気がします。

a_n+1=f(a_n)という漸化式が与えられたとき
(簡単のために-1/2≦f'(x)≦1/2とします)
y=xという直線とy=f(x)という曲線の交点を求める操作
それがx=f(x)つまり特性方程式になります。
この交点(のx座標、y座標)はすなわちa_nの極限(aとおく)になります。

例えば、f(x)=x/2+1として、a_1=0,a_n+1=f(a_n)とし、
点Pn(a_n,a_n)および Qn(a_n,a_n+1)をとっていき
P1→Q1→P2→Q2→P3→・・・と順番に結んでいってください。
点Pや点Qはいったいどこに向うのでしょうか?
(a,a)に近づくことはお分かりでしょうか?

ここから、(大学で習う範囲ですが)縮小写像の話などから、数学的に大いに深まる内容につながっていくものになっています。
高校レベルの話に限定しても、この本質的な考えを念頭においた
大学受験問題は(難関大では)よくみかけます。

ただし、、実際問題として私が生徒に教える際どうするかと
問われると、大半の生徒にはヨッシーさんと同じように
「等比数列を作りたい」と答えます。
しかし、より力のある生徒に対しては、「そういう捉え方もあるけど、
実は数学の本質的な意義としては〜」と先ほどのような内容をします。

私のように未熟な人間がこのようなことを言うのは大変恐縮ですが
あしからずご理解いただければ幸いです。


32432.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月31日(木) 8時41分
実際、専門家筋の方からは、漸化式に出てくるアレは、特性方程式ではない
という意見も聞かれますので、あのページを紹介するときは、
内心ビクビクするのですが(^^;
まぁ、そういうことです。
 

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32347.証明  
名前:マリオ    日付:5月27日(日) 19時46分
 a、bは正の数とする。不等式√a + √b =k√(a+b)・・・@を考える。ただしkは定数である。
(1)@が成り立つならばk≧√2であることを示せ。

この問題で解答は
@が常に成り立つならば特別なa、bについて成立。したがって、a=bのとき成立。すなわち2√a≦k≦√2a
k≧√2

どうしてa=bの時だけを示せばよいのかがわかりません。教えてください。



32353.Re: 証明
名前:ヨッシー    日付:5月27日(日) 23時0分
まず、@は不等式ではないですね。
 

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32355.Re: 証明
名前:angel    日付:5月27日(日) 23時7分
記述が曖昧なので、どう判断すべきか決められない状態です。
問題文を正確に、かつ記述を省略せずに書いてください。

ツッコミ所としては、

> 不等式√a + √b =k√(a+b)
不等式になっていないです。

> 丸1が成り立つならばk≧√2であることを示せ。
「任意(全て)のa,bに対して」なのか、「あるa,bに対して ( 〜となるa,bが存在する )」なのかで意味が全く違います。問題文にその辺りの前提が書いているはずです。( もし書いていないなら、問題としてダメダメ )

> すなわち2√a≦k≦√2a
前後とつながらないです…

普段ならば、ちょっとした間違い程度なら修正して読み進めるのですが、今回はそこらへんが正確でないと判断がまるで変わりますので。


32357.訂正
名前:マリオ    日付:5月27日(日) 23時42分
 a、bは正の数とする。不等式√a + √b ≦k√(a+b)・・・@を考える。ただしkは定数である。
(1)@が成り立つならばk≧√2であることを示せ。

この問題で解答は
@が常に成り立つならば特別なa、bについて成立。したがって、a=bのとき成立。すなわち2√a≦k√2a
よってk≧√2


>不等式になっていないです。
√a + √b ≦k√(a+b)の間違えでした。


>「任意(全て)のa,bに対して」なのか、「あるa,bに対して ( 〜となるa,bが存在する )」なのかで意味が全く違います。問題文にその辺りの前提が書いているはずです。( もし書いていないなら、問題としてダメダメ )
問題には他に条件は書いていません。


>すなわち2√a≦k≦√2a
これも2√a≦k√2aの打ち間違えでした。すいません。


32358.問題の前提
名前:angel    日付:5月28日(月) 0時37分
前提が書いていないとすると、問題としてはダメダメだと思いますね。

仕方が無いので、解答解説や、設問で挙げられている√2 から間接的に判断するに、丸1とは、
 「任意の正の実数 a,b、定数 k に対し、不等式 √a+√b≦k√(a+b) が成立する」
のことだとせざるを得ません。

以下では、これを前提として話を進めます。


32359.Re: 証明
名前:angel    日付:5月28日(月) 0時58分
で、
 任意の a,b で不等式が成立する
 ⇒ 特定の a,b の組で不等式が成立する
は真です。

今、
 a=b の時不等式が成立する
 ⇒ k≧√2
も、計算の結果成立することが分かります。

であれば、
 任意の a,b で不等式が成立する
 ⇒ a=b という特定の a,b の組で、不等式が成立する
 ⇒ k≧√2
が成立します。
この時点で、設問の要求している「丸1が成立する⇒k≧√2」が真だと分かるため、これ以上何か調べる必要はないわけです。
※なぜ a=b としたか…? たまたま都合が良かっただけですね。一番考え易いパターンですから。深い意味はないとしたものでしょう。

ここで気をつけなければならないのは、「k≧√2」とは、
 「kは、√2以上であれば、どんな値を取ろうとも不等式が成立する」
ではなく、
 「不等式を満たすような k は少なくとも √2 以上でなければならない」
の意味です。これは「丸1が成立するためには、k≧√2 が必要」「k≧√2は、丸1 の必要条件」ということです。


32360.Re: 証明
名前:マリオ    日付:5月28日(月) 1時19分
 でも例えばa=1、b=4を代入したらkの範囲は異なってきますよね。それなのにどうしてa=bのときの結果のみを考慮するだけでいいんでしょうか。


32361.Re: 証明
名前:ヨッシー    日付:5月28日(月) 9時10分
対偶を言えば、k<√2 に規定しちゃうと、成り立たないときが
あるよ、ということです。

ある a,b の値で、k<√2 であるkで、この不等式が成り立ったとしても、
それは一部で、いつかは k≧√2 が必要になるよ、ということです。

これが、「丸1が成り立つならばk≧√2である」ということです。
必要十分とはいっていません。必要条件だけです。
  

http://yosshy.sansu.org/


32371.Re: 証明
名前:教得手 学    日付:5月28日(月) 19時41分
「a,b どんな正の数のときでも √a + √b ≦k√(a+b) が成り立つよ
うなkの値の範囲を求めよ。」というのが題意でしょう。
すなわちヨッシーさんのいわれるように、kを定めたときに
 √a + √b >k√(a+b) なる a,b が存在するようなkは駄目だとい
うことですね。
 では何故 a=b のときか? ですが解答の説明は不適切。あなた
が疑問をもたれるのは当然だと思います。下に私なりの説明を書いてみ
ます。

いま b=ax とおき不等式に代入すると条件式は
 √a + √(ax) ≦k√(a+ax)     √(a+ax) >0 より
 k≧{√a + √(ax)}/√(a+ax)  
 k≧(1+√x)/√(1+x)  となります。・・・・・(イ)

いま f(x)=(1+√x)/√(1+x) とおくと
 f'(x)=(1−√x)/[ 2(1+x)√{x(x+1)}] (説明略)
分母>0 より  x>1のとき・・f'(x)<0
         x<1のとき・・f'(x)>0
よって x=1 のとき f(x) は最大値をとる
 (代入すると f(x)=√2 が最大値)

すなわち b=a*1=a のとき(1+√x)/√(1+x)は最大値√2 
をとる。
したがって どんな a,b (x)でも(イ)が成り立つには、kはこの最大
値以上でなければならない。
   よって k≧ √2
  
※微分のところは
  (u/v)’=(u'v-uv')/v^2 を使いました。

 


32382.繰り返しになりますが
名前:angel    日付:5月29日(火) 1時47分
> ここで気をつけなければならないのは、「k≧√2」とは、
>  「k は、√2以上であれば、どんな値を取ろうとも不等式が成立する」
> ではなく、
>  「不等式を満たすような k は少なくとも √2 以上でなければならない」
> の意味です。これは「丸1が成立するためには、k≧√2 が必要」「k≧√2は、丸1 の必要条件」ということです。

これが実感できているかどうか…?

例えばこの2つは、同じ k≧√2 でも内容が違うのです。
1. (この問題の)丸1が成立するならば、k≧√2 が成立する
2. 不等式 k(k+|k|)≧4 の解は k≧√2 ( |k| とは k の絶対値 )

 ※2 について
  k<0 の時、|k|=-k のため、k+|k|=0 となり、与不等式は成立しない
  k≧0 の時、|k|=k のため、与不等式は k(k+k)≧4 と同値、これを解き k≧0 より k≧√2


32385.Re: 証明
名前:教得手 学    日付:5月29日(火) 9時48分
私の上の文での題意の表現は不適切ですね。次のように訂正しておきます。
「a,b どのような正の数のときでも √a + √b ≦k√(a+b) が成り立つとき、kはすくなくとも k≧√2 を満たさなければならないことを示せ
」というのが題意でしょう。
この題意に基づけば・・その後に書いた説明に続いていくことになります。

>したがって どんな a,b (x)でも(イ)が成り立つには、kはこの最
>大値以上でなければならない
  のところも
「したがって どんな a,b (x)でも(イ)が成り立つようなkは少なくともこの最大値以上でなければならない」としておきます。


32420.Re: 証明
名前:教得手 学    日付:5月30日(水) 20時13分
マリオさん、angelさん、ヨッシーさん御免なさい!
私のいたらなさで間違った回答をしておりました。

「k≧√2 である」が「任意の正の数 a,b に対し、不等式 √a+√b≦k√(a+b) が成立する。」の必要十分条件でもあることを、一生懸命説明しようとしておったようです。

マリオさん、私の回答は無視して、angelさん・ヨッシーさんの解説を読み直してください。混乱させてすみませんでした。
angelさん・ヨッシーさんせっかくの適切な解説を、ぼやかしてしまってすみませんでした。

「あるa,b について・・」なのか、「任意の a,b について・・」なのか、「任意の a,b,k について・・」なのか、不等式を満たすすべての a,b,k の組み合わせにおいて(a,b,k を並列的に)考えるのか・・・等が曖昧ななかで勘違いをしました。
とくに


32421.Re: 証明
名前:教得手 学    日付:5月30日(水) 20時34分
マリオさん、angelさん、ヨッシーさん御免なさい!
私のいたらなさで間違った回答をしておりました。

「k≧√2 である」が「任意の正の数 a,b に対し、不等式 √a+√b≦
k√(a+b) が成立する。」の必要十分条件でもあることを、一生懸命説
明しようとしておったようです。

 マリオさん、私の回答は無視して、angelさん・ヨッシーさんの解説
を読み直してください。混乱させてゴメンナサイ。
 angelさん・ヨッシーさんせっかくの適切な解説を、ぼやかしてしま
ってすみませんでした。

「あるa,b について・・」なのか、「任意の a,b について・・」なの
か、「任意の a,b,k について・・」なのか、不等式を満たすすべての
a,b,k の組み合わせにおいて(a,b,k を並列的に)考えるのか・・・等
が曖昧ななかで勘違いをしました。・・・(言い訳)
とくに
a,b,k を並列的に考えて、不等式を満たすすべての a,b,k において考
えればまた違った結果になりそうですよね。
・・・・・以上。名前に免じて勘弁を・・・・

32345.質問なのですが。。  
名前:受験生    日付:5月27日(日) 18時9分
1/√(1+x~2)の積分って出来ますでしょうか?
自分で計算してみたんですが、うまくいきません…。
宜しくお願い致します。



32354.Re: 質問なのですが。。
名前:ZELDA    日付:5月27日(日) 23時1分
d/dx(log[x+√(1+x^2)])=1/√(1+x^2)です。

1/√(1+x^2)から直接に不定積分を求めるには
t=log[x+√(1+x^2)]と置換すればよい。


32373.Re: 質問なのですが。。
名前:教得手 学    日付:5月28日(月) 20時57分
双曲線関数をご存知なら次のようにもできます。

y=sinh^(-1)x  [x=sinh(y)] とおくと
dy/dx=1/(dx/dy)=1/cosh(y)
    =1/√(1+sinh^2(y))=1/√(1+x~2)
ゆえに ∫{1/√(1+x~2)}dx=sinh^(-1)x  となります。

(注) この sinh^(-1)x は 上に ZELDA さんが書かれている
  log{x+√(1+x^2)} と一致します。

 

32342.写像。  
名前:syu 大学生    日付:5月27日(日) 5時12分
f:R→R 
多項式の割り算や巾根を用いたC^∞関数で、∀x∈Rに対し、
f(x)/=0だが、fは全射でないものを構成せよ。
という問題です。何から手をつければいいのでしょうか?

32341.過不足算  
名前:駱駝    日付:5月27日(日) 2時42分
分速70メートルで行くと予定時間に15分遅れるので
分速84メートルで行くとそれでも10分遅れた。出発点から
到着地までの予定時間と距離を求めよ。

という問題で70×15−84×10=210(m)
210÷(84−70)=15(分)70×30=2100(m)と正解はしたものの
小学生の時の知識のなごりで解けたようなもので、何故こうすれば
解けるのかの仕組みの理解があいまいです。おなじ過不足算でも
鉛筆やノートの過不足なら理解できるのでですが、時間や距離に
なると抽象的で・・またこれの別解で
(15−10)÷(1/70−1/84)=2100という距離の算出方法も
謎です。なぜ、時間を時間で割って距離がでるのですか?
以上長くなりましたがこの二点お願いします。



32343.Re: 過不足算
名前:教得手 学    日付:5月27日(日) 8時46分
過不足算という名前を見たことはあるけれど、どういう算法か知らない
のですが書かれておられる式を見ながら私なりに考察しました。

まず予定時刻に目的地より何m手前にいるかを出します。
分速70mのとき・・・・70*15 (m)
分速84mのとき・・・・84*10 (m)
 これらの差 210mはスタート後予定時刻までに両スピードでいっ
たときについた差ですね。

1分で(84-70)m差がつくので、210mの差がつくには
 210/(84-70)=15 (分)かかります。
すなわち スタートから予定時刻までは15分ということになります。

分速70mのときに15分遅れるということは(15+15)分かかると
いうことになります。
だから目的地までの距離は 70*30=2100(m)

もう1つの式ですが
(1/70−1/84)は1m進むのにかかる時間の差(分)
(15-10)分の差が出るにはどれくらい距離が必要かということで
(15-10)/(1/70−1/84)=2100(m)

(1/70−1/84)の単位は分というより、1mにつき分ということで
分/m と考えるのが妥当でしょう。
すると単位どうしの計算も  (分)/(分/m)=m となります。


32363.Re: 過不足算
名前:ヨッシー    日付:5月28日(月) 9時53分
この問題を、過不足算っぽく書くと
「何人かの生徒を、1つの椅子に70人ずつ座らせると15脚足らず、
84人ずつ座らせると10脚足りない。
このときの、準備していた椅子の数と生徒数を答えよ」
となります(設定に無理はありますが)

はみ出た部分の差は、70×15−84×10=210
で、これは、赤と青の差と同じです(総数は変わらないので)。
つまり、座れた人数で比較すると、84人掛けにした方が
210人多く座れるということです。1脚に付き14人多く掛けられるので、
 210÷14=15 ・・・準備した椅子の数
総生徒数は
 70×(15+15) または 84×(15+10) で 2100人

後半は、教得手 学さんの解釈の通りで、いわゆる「差集め算」の考え方ですね。
 

http://yosshy.sansu.org/


32364.Re: 過不足算
名前:ヨッシー    日付:5月28日(月) 10時1分
別解です。

図の斜線部の面積は84×5=420 で、あと420m余分に走れば、
84mで走ったときと、70mで走ったときの時間が同じになります。
84mで走ったときは、1分間で、14mずつ余分に走るので、
 420÷14=30(分)
走ったことになります。
実際に走ったのは、70mで30分、84mで25分 となります。
 

http://yosshy.sansu.org/


32418.Re: 過不足算
名前:駱駝    日付:5月30日(水) 14時1分
返信遅れてすいません。よく理解できました、お二方ありがとう
ございます。

32339.写像なのですが  
名前:kane 大学1年    日付:5月26日(土) 18時55分
冪集合なんですけど
 二つの集合A、Bに対してA⊂ Bであるための必要十分条件はP(A)⊂ P(B)であることの証明を詳しく教えてください。



32340.Re: 写像なのですが
名前:mimi    日付:5月26日(土) 20時15分
P(A)というのはAの部分集合全体の集合

A⊂BならばAの任意の部分集合XはBの部分集合
つまり、X∈P(A)ならばX∈P(B)
よってP(A)⊂P(B)

逆にP(A)⊂P(B)ならば、X∈P(A)ならばX∈P(B)
特にA∈P(A)だからA∈P(B)
つまりAはBの部分集合でA⊂B

32335.立方体と球  
名前:恵日    日付:5月26日(土) 1時13分
☆疑問☆

立方体Xと球Yがあって、両者の体積は等しいとする。このとき、次の問いに答えなさい。ただし、円周率はπ=3.14・・・とする。

(1)立方体Xと球Yを動かして、立方体Xのなるべく多くの頂点が球Yの内部に含まれるようにしたい。最大何個の頂点が含まれるようにできるか。

(2)立方体Xと球Yを動かして、立方体Xのなるべく多くの辺が球Yの内部と共通の点をもつようにしたい。最大何この辺が共通の点をもつようにできるか。


(1)ですが、まずは自分で考えたことを少し。立方体Xの一辺の長さを1、球Yの半径をrとすると、両者の体積の関係から、r=(3/4π)^(1/3)となります。いろいろ計算した結果、1/2<rとなりそうです。最初に球Yの中心が立方体Xの一つの頂点にあったとします。r<1なので、このとき球Yに含まれる立方体Xの頂点は一つです。ここから球Yの中心を、立方体Xの辺上に沿って動かすと、立方体Xの辺の中点にきたとき、1/2<rですので、球Yに含まれる立方体Xの頂点は二つありそうです。

自分で考えられたのはここまでです。球Yがこれ以上立方体Xの頂点を含むことができるかどうかがどうしてもわかりませんでした。また(2)は、明らかに球Yは立方体Xの三つの辺を含むことができることはわかりますが、これ以上のことはやはりわかりません。


どうやって考えて解いていけばよいのか、教えていただけないでしょうか。どうかよろしくお願いします。



32338.Re: 立方体と球
名前:ぱんだ    日付:5月26日(土) 7時40分
私の第一印象

r>1/2は当たり前ではありませんか?
同じ体積の球と立方体が並べたときどういう形になるか
想像してください。

私なら球の中心と立方体の中心を合わせます。

立方体の一辺を1として式を立てるか、半径を1として式を立てるかは
微妙な問題である(まだどちらがいいか考えてません)

立方体の形の風船(!)を球の中に入れて空気を入れて大きくしていきます。
大きさと共に共有点の個数が変わってくるはずです。
なるべくたくさん共有点を持てるように立方体を移動させましょう

ではこれから出かけるので後ほど。


32344.Re: 立方体と球
名前:恵日    日付:5月27日(日) 17時47分
To ぱんだ様

回答ありがとうございました。

>r>1/2は当たり前ではありませんか?

そうですね、当たり前のことですね。うっかりしてました^^;

>立方体の形の風船(!)を球の中に入れて空気を入れて大きくしていきます。大きさと共に共有点の個数が変わってくるはずです。なるべくたくさん共有点を持てるように立方体を移動させましょう

やっぱり頂点は2個、辺は3本含められる以上のことがどうしてもわかりません。解説していただけないでしょうか。どうかお願いします。


32356.Re: 立方体と球
名前:ぱんだ    日付:5月27日(日) 23時35分
まずはまたヒントということで。
球の半径を1とします。
体積の等しい立方体の一辺をdとします。
d^3=4π/3>4 より、d>3/2です。(もっと大きいですが、まあ大まかなところで)

一つ質問です。半径1の球の中に長さ3のマッチ棒を収めることは
可能でしょうか?

もしも3つの頂点を内部に持つとしたら、その3つの距離はいくらでしょうか?


32390.Re: 立方体と球
名前:恵日    日付:5月29日(火) 16時42分
To ぱんだ様

回答ありがとうございました。

>半径1の球の中に長さ3のマッチ棒を収めることは可能でしょうか?

球の直径は2ですので不可能です。

>もしも3つの頂点を内部に持つとしたら、その3つの距離はいくらでしょうか?

ここがちょっとわかりません。3つの距離ってなんのことでしょうか。そもそも球は3つの頂点を含むことができるのですか。なかなか先に進めないです。すみません、もう少し詳しく教えていただけないでしょうか。どうかお願いします。


32391.Re: 立方体と球
名前:ぱんだ    日付:5月29日(火) 19時38分
では、私が実際に自分で正解にたどり着いた時の流れを説明しますね。
第一印象 体積の等しい立方体と球を並べて書く。
・直径のほうが立方体の一辺よりも少しだけ長いな
・対称性を利用できるかな?
・中心をそろえようか、それとも別の並べ方がよいか

さて実際に何個入りそうか、紙面で実験してみるか。
(1)だけど、ちょっと実験してみたら、2個は含めるけど
3個含めるのはちょっときつくないか?3個とったら三角形が
できるけど、ちょっと大きすぎる気がする。
よし、この線でいってみよう!

立方体ABCD-EFGHとする。長さは色々迷ったが、半径を1としたほうが
計算が楽と判断し、そのように設定する。
一辺の長さdはd^3=4π/3>4 より、d>3/2
まあ、後でもっと詳しい長さが必要になったらもっと詳しく計算しよう。

とりあえず、球の内部に含める最大(実際にはちょうどはだめだが)の長さは2
ABの長さはd<2より、AとBを球の内部に納めることは出来る。
しかし、3個の点を収めようとして3つの点を選ぶと、
(例えばAとBとCを選ぶとACの長さ=(√2)d>2
そのとき出来る三角形の辺の長さの最大値≧(√2)d>2だな
よってそれらの点を同時に内部に納めることは不可能である。
よって(1)の答えは最大2個である。

(考え方 例えばAとBとCを選んだら三角形ABCの最大の辺はACで
その長さは(√2)d>2である。こんな長いものを中に収めようとし
ても
当然はみだしてしまう。つまり、球はAとCを同時に
内部に含むことはできない。当然AとBとCの3点を同時に内部に
含むことは出来ない。他の3点についても同様)

(2)は非常に難しく長くなるのでいったんここで切ります。


32392.Re: 立方体と球
名前:ぱんだ    日付:5月29日(火) 20時11分
では次に(2)です。
まずはいつものように、直感的なアプローチから始めましょう。
実際に球と立方体を動かしてみて何個の共有点をもてるか実験してみます。
頂点AとBを含むように球を持ってくると(頂点Aと頂点Bが北極と南極を結ぶ軸の上に持ってくると簡単です)
合計5つの辺と共有点をもてます。
(恵日さんが3つの辺と予想してしまったことが今回一番の反省材料でしょう。
くどいようですがこれは図形の問題なのです。証明が出来なくても
答えの見当がつくはずです。)

(1)で、「離れすぎている2点を同時に含めない」ことがわかりました。
(2)では球と辺の共有点を考えるわけですが(1)同様に
「離れすぎている2辺と同時に共有点を持つことは出来ない」はずです。
具体的には、ABとGHは、最も近い2点でも(√2)d>2の距離があるので
辺ABと辺GHの二つと同時に共有点を持つことはできません。
同様にBCとEHも同時に共有点を持つことはできません。
このノリで行くと、合計12の辺のうち、最大6個しか共有点を
もてなくなります。予想は5個なのでこの6個が無理と言えたら
それで証明は完了です(5個は持てるということはすぐ示せる)。
ではやってみましょう。

@ABとGH ABCとEH BCDとEF CADとFG DAEとCG EBFとDH
これらの組の辺は、それぞれ同じ組同士と同時に共有点を持つことは出来ない。
よって、7個以上の辺と共有点を持つことは不可能である。

今球が6個の辺と共有点を持つと仮定する。すると@〜Eの組の
それぞれ片方の辺と共有点を持つはずである。
対称性より、@でABと共有点を持つと考える。
するとGHとは共有点をもてない。
ここで(ABとは共有点を持つと決まった状態です。ABにだけ色線をつけてみてください)
Bについて、CDかEFのどちらかと共有点を持つことになるが、
どちらを選んでもこの段階では対称なのでCDと共有点を持つとしてよい。
すると、球はEFとは共有点を持たない。
ここで(今ABとCDの2つと共有点を持つ状態です。ABに付け加えてCDにも色線をつけてください。)
すると、EのBFとDHについて全く同様に対称性よりBFと共有点を持つとしてよい。
すると球はDHとは共有点をもたない。

さて、ここで次の関門です。
これも図形的な直観ですが、@でAEを選ぶとかなりきついのではないか?
と感じるのです。正直微妙なラインかなと思いました。
これがもてるなら、5個の予想よりもっとたくさん(6個)
もてるというように修正しないといけないな、と感じました。
そこで、もてるかどうか確かめてみましょう。

すいません、これから出かけないといけないのでまたほど。
(結論から先に言っておくとこれはもてません。その結果
先ほどのような議論の続きで、結局6個持つことは不可能になり
5個が最大値になります。
ちなみにこの問題の難易度は相当高いと思います。
高校生がこのような問題を自力で解いていたら、
東大の理V志望でも楽々合格できると思います。
ところでこれは出典は何でしょうか??)


32399.Re: 立方体と球
名前:ぱんだ    日付:5月29日(火) 23時18分
ただいま戻りました。

>これも図形的な直観ですが、@でAEを選ぶとかなりきついのではないか?

ですが、DでAEを選ぶと、の間違いです。AB,CD,BFの3辺と共有点をもった状態で
さらにAEと共有点を持てるか?・・・(*)とおく
(おそらくもてないだろうからその証明)
それを今から調べていきます。

そのことは、頂点A,頂点Bと辺DC上の一点を球の中に含むことができるかどうか、という問題とほぼ同義です。
そこで、正方形ABCDに注目し、頂点A,頂点B,辺CD上の点を含めるかを考察します。

(ここで実際に私が考えたこと:「dの大きさは1.5か1.6くらいか。
dの値=4π/3の三乗根から、一辺がその長さである正方形について
上の条件を満たせる円の半径を求める、、、やってられないな(笑)
半径1の円が上の条件を満たせるような正方形の一辺を求める、これならまだましかな。
でもやっぱり面倒だ。この手の問題は経験上「ある程度ゆとりがある場合が多い」から
簡単に計算できそうな近い数字で試してみるか。DCと円の中心の距離は1だから、
中心とABの距離はどうしよう。0.6くらいだけど、この数字なら
ちょうど3:4:5の比を使えて簡単に出せるな、よしこの数字で実験だ!
すると、、、なんと一辺1.6のときの『ちょうどぎりぎり』頂点A,Bと
辺CD上の点(実際にはCDの中点)が円周上に来ることがわかる。

ということは、もしdが1.6より大きければやはり(*)は満たせないということだ。
dの大きさを正確に調べてみよう。
d^3=4π/3>4×3.14/3>4×1.04=4.16
1.6^3=(8/5)^3=512/125<4.1 よってd>1.6が得られる
よって(*)は満たせない

よって、元の話に戻ると、6個の辺と共有点をもつためには
AB、CD,BFの次にCGと共有点を持たなければならない(AEとは共有点をもたない)

次に、AについてBCかEHのどちらかと共有点をもつことになりますが
先ほどと同様にd>1.6よりBCと共有点をもつ

最後に、AB,CD,BF,CG、BCの次にCのADとFGのいずれかと共有点を
もたなければならないが、今度はいずれの場合も先ほどと同様に
d>1.6より不適である。

よって球は6つ(以上)の辺と共有点を持つことは出来ない。
ところが、先述のように、5つの辺と共有点を持つことは出来るので
求める答えは5つの辺である。

以上です。ただ、これはこの前の東工大の問題よりも
はるかに難しい内容だと思います。
この前の問題は私は見た瞬間に方針を思いつきましたが
今回の問題はかなり考えさせられました。
(1)はまだ常識的なレベルですが、(2)はちょっと高校生らしく(?)ありません(笑)
恵日さんの反応を見ていると、おそらく(2)を理解するのは
現段階ではつらいと思いますので、あまりやりすぎることはお勧めしません。

今回の問題については、(2)を3個と予想してしまったことを大いに反省すること、それくらいで十分だと思います。
(その代わり、その反省はしっかりしてください)

最初のアドバイスでいったこと、
「同じ体積の球と立方体が並べたときどういう形になるか想像してください」
それが正確に想像できていれば、予想は小学生でもできるはずです。
図形の能力を鍛えたければ、細かいテクニックよりもそういう
根本的な力を鍛えるのが一番の近道です。頑張ってくださいね。


32436.Re: 立方体と球
名前:恵日    日付:5月31日(木) 15時22分
To ぱんだ様

大変お詳しい解説、どうもありがとうございました。思考過程まで詳細に書いてくださったおかげで、とてもわかりやすかったです。ホントにありがとうございました^^


32441.Re: 立方体と球
名前:ぱんだ    日付:5月31日(木) 22時38分
返信ありがとうございます。
お役に立てたようで何よりです。
また何かありましたらご遠慮なくどうぞ。

ところで、私からの質問ですが、この問題の出典は何でしょうか?

(時間が大量に与えられる数学オリンピックの問題ならば
今やったようにとけばよいと思いますが、
一問30分しかかけられない大学受験問題ならば
私は(1)だけまじめにやって(2)は予想の5個をそれっぽく適当に
書いて終るところです。)


32446.Re: 立方体と球
名前:恵日    日付:6月1日(金) 12時53分
To ぱんだ様

>返信ありがとうございます。
お役に立てたようで何よりです。
また何かありましたらご遠慮なくどうぞ。

ありがとうございますm(__)m


>この問題の出典は何でしょうか?

確認したところ、年度はわかりませんが、だいぶ前の大阪大の問題だそうです。


32447.Re: 立方体と球
名前:ぱんだ    日付:6月1日(金) 17時55分
返信ありがとうございます。大学入試の問題でしたか。
出題形式はどのようなものだったのでしょう。

答えだけでよいならかなり短時間で出ますが
完全な証明は、時間内には私も無理ですし
時間をかけても上のような証明を出来る時点で
既に高校生らしくない(笑)ですし。

まあ、受験の問題ということなら、
予想の答えを書いて、理由をある程度それっぽくかいて
「明らかに」などの言葉でごまかすのがよいでしょう。

30分で解けといわれたら捨て問題ですね。


32449.Re: 立方体と球
名前:恵日    日付:6月1日(金) 23時16分
>出題形式はどのようなものだったのでしょう。

大阪大は伝統的に120分5題、全問記述式と聞いておりますので、本問も解答は結果のみでなく、結果に至るまでの過程も必要だったのでは?っと思います。ただ私には、(2)についてはばんだ様のような解答を24分で作れる気が全くしません^^;


32451.Re: 立方体と球
名前:ぱんだ    日付:6月2日(土) 7時57分
>ただ私には、(2)についてはばんだ様のような解答を24分で作れる気が全くしません^^;

私も無理です(苦笑)
2個と5本の答えの検討をつけるのは時間内に可能ですが
(2)の答案を作るのには恥ずかしながら私も1時間以上かかってしまいました。

結果に至るまでの過程が必要ということですが、
やはり適当にごまかして6本は明らかに無理として
それっぽく書くことになりそうですね。

どうも返信ありがとうございました。


32458.Re: 立方体と球
名前:恵日    日付:6月2日(土) 14時30分
To ぱんだ様

こちらこそ、最後までいろいろなアドバイスをしていただきまして、ありがとうございました。

32333.(untitled)  
名前:コメダ一登    日付:5月25日(金) 22時10分
私は高3なのですが、特性方程式の意味がよくわかりません。お願いしますm(__)m



32336.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月26日(土) 1時14分
とりあえず,こちらをご覧下さい。
 

http://yosshy.sansu.org/

32327.質問です。  
名前:新大学一年生    日付:5月24日(木) 18時33分
直線lとそれに平行な線分ABが与えられている。直線lの上で、量|MA|/|MB|が最大値もしくは最小値をとるような点Mを求めよ。
直線と曲線ハンディブックの問題5.7です。
レベル曲線がよくわかりません…よろしくお願いします。

32323.(untitled)  
名前:リーンゴーン    日付:5月24日(木) 16時38分
xyz空間において,点(0,0,0)をA,点(8,0,0)をB,点(6,2√3,0)をCとする.点Pが△ABCを一周するとき,Pを中心と半径1 の球が通過する点全体のつくる立体をVとする.Vの体積を求めよ.


△ABCは1:2:√3の直角三角形でした。この直角三角形の辺に中心を持つ球が動き回るということですが図形が想像できないせいでまったく堆積の求め方がわかりません。解き方を詳しく教えてください。お願いします。



32325.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月24日(木) 17時17分
学年は?
積分使って良いですか?
 

http://yosshy.sansu.org/


32329.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月25日(金) 11時14分
この立体を 平面z=k (0<k<1) で切り取ると、
△ABCを半径√(1−k^2) の円が動いた図形になります。


一方、△ABCを半径rの円が動いた図形の面積を求めます。

この図形の面積は、半径rの円(中心角が90°,120°,150° なので、合わせると円になります)と、
辺ABの外側にできた高さrの長方形、
辺BCの外側にできた高さrの長方形、
辺CAの外側にできた高さrの長方形、
△ABCから△DEFを引いたもの
の合計になります。
 EF=BC−r−BG
 BG=√3r
より、
 EF=4−(1+√3)r
 FD=√3EF
△DEFの面積は
 (√3/2)EF^2=(√3/2){(4+2√3)r^2−8(1+√3)r+16}
  ={(3+2√3)r^2−4(3+√3)r+8√3}
以上より、この図形の面積は、
 πr^2+(4+8+4√3)r+(4×4√3÷2)−{(3+2√3)r^2−4(3+√3)r+8√3}
 =(π−3−2√3)r^2+(24+8√3)r

これをr=√(1−z^2)に置きかえると、
 S(z)=(π−3−2√3)(1−z^2)+(24+8√3)√(1−z^2)
これを、z=0〜1 で積分して、
 V/2=∫(0〜1){(π−3−2√3)(1−z^2)+(24+8√3)√(1−z^2)}dz
  =∫(π−3−2√3)(1−z^2)dz +∫(24+8√3)√(1−z^2)dz
V1=∫(π−3−2√3)(1−z^2)dz、V2=∫(24+8√3)√(1−z^2)dz とおきます。
 V1=(π−3−2√3)[z−z^3/3](0〜1)=(2/3)(π−3−2√3)
z=sinθ とおくと、0≦z≦1 は 0≦θ≦π/2 に相当し、√(1−z^2)=cosθ
また、dz=cosθdθ より、
 V2=(24+8√3)∫(0〜π/2)cos^2θdθ
  =(24+8√3)∫(cos2θ+1)/2 dθ
  =(24+8√3)/2 [(sin2θ)/2 +θ](0〜π/2)
  =(12+4√3)π/2=(6+2√3)π
以上より、
 V/2=(2/3)(π−3−2√3)+(6+2√3)π
  =(20/3 + 2√3)π−(2+4√3/3)
よって、
 V=(40/3 + 4√3)π−(4+8√3/3)
 

http://yosshy.sansu.org/


32330.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月25日(金) 12時49分

立体はこんなのです。
 

http://yosshy.sansu.org/

32316.n個の超球面を表すように に 拡張して 解いて 下さい   
名前:無に等しい    日付:5月24日(木) 0時21分
日付:5月19日(土) 9時32分 のを 再掲 
-x^2 + x^4 - 2*x^2*y + y^2 + 2*x^2*y^2 -
2*y^3 + y^4 - 2*x^2*z + A*y*z - 2*y^2*z +
z^2 + 2*x^2*z^2 - 2*y*z^2 + 2*y^2*z^2 -
2*z^3 + z^4==0 が
二つの球面を表すように A を (未定係数法以外の発想で)定め、
交角(二つの球面の交線上の任意の点での接空間T1,T2の為す角)を求めよ。

   再度のお願い; よろしくお願いします

更に、 上のAを定めた後、そのAを微小に変化させたときの 左辺=0 の
     表す 空間R^3 の 代数多様体達 を 描写
(もはや 球面達ではない) して いただければ 幸甚に存じます



32337.前半部分まで…
名前:みっちぃ    日付:5月26日(土) 4時19分
高校生でも解ける方法で…
とりあえず,普通に書くと読みにくいので,a*x^p*y^q*z^r→a[p,q,r]と書き換えます。

すると,与式は
-[2,0,0]+[4,0,0]-2[2,1,0]+[0,2,0]+2[2,2,0]-2[0,3,0]+[0,4,0]-2[2,0,1]+A[0,1,1]
-2[0,2,1]+[0,0,2]+2[2,0,2]-2[0,1,2]+2[0,2,2]-2[0,0,3]+[0,0,4]=0
と書け,これを全文字(x,y,z)の次数ごとに並べると
[4,0,0]+[0,4,0]+[0,0,4]+2([2,2,0]+[0,2,2]+[2,0,2])
-2([2,1,0]+[2,0,1]+[0,3,0]+[0,2,1]+[0,1,2]+[0,0,3])
+([0,2,0]+[0,0,2]+A[0,1,1]-[2,0,0])=0
元に戻すと
x^4+y^4+z^4+2(x^2y^2+y^2z^2+z^2x^2)-2(x^2y+x^2z+y^3+y^2z+yz^2+z^3)+(y^2+z^2+Ayz-x^2)=0
(x^2+y^2+z^2)^2-2(y+z)(x^2+y^2+z^2)+(y^2+z^2+Ayz-x^2)=0

これが,2球面を表すこと,y,zについて対称であることを考えると,(かなり明らかですが…)3次の項の係数を合わせるために
{x^2+y^2+z^2+ax+by+cz}{x^2+y^2+z^2-ax-(2+b)y-(2+c)z}=0と置ける。

この展開より2次の項は
x^2:-a^2=1 ⇔ a=±1
y^2:-b(2+b)=1 ⇔ (b+1)^2=0 ∴b=-1
z^2:-c(2+c)=1 ⇔ (c+1)^2=0 ∴c=-1
これにより,aが1でも-1でも
{x^2+y^2+z^2+x-y-z}{x^2+y^2+z^2-x-y-z}=0であり,yzの項よりA=2。

よって,2球面はx^2+y^2+z^2+x-y-z=0,x^2+y^2+z^2-x-y-z=0。
交線はx=0,かつy^2+z^2-y-z=0(⇔(y-1/2)^2+(y-1/2)^2=1/2)であり,
交線上の任意の点はP(0,1/2+cosθ/√2,1/2+sinθ/√2)と書ける。
今,球面上の接平面は半径と直交するので,2球の中心がC_1(-1/2,1/2,1/2),C_2(1/2,1/2,1/2)に対して,
接平面T1,T2の法線ベクトルは
C_1P↑=(1/2,cosθ/√2,sinθ/√2),C_2P↑=(-1/2,cosθ/√2,sinθ/√2)であり,「接平面のなす角」=「法線ベクトルのなす角」から
C1P↑・C2P↑=|C1P↑|*|C2P↑|cosα
1/4=(3/4)*cosα ⇔α=arccos(1/3)。

32314.(untitled)  
名前:キゥィ    日付:5月23日(水) 22時4分
教えてください。


原点Oを中心とし、直線l:3x+4y-5=0に接する円C1がある。 また、x軸の正の部分に中心があり、lに接し、C1と外接円をC2とする。 以下同様に、x軸の正の部分に中心があり、lに接し、C( n)とする円をC(n+1)とする。 ただし、C(n+1)の中心のx座標は、C(n)の中心のx座標より大きいものとする(n=1、2、3…) C(n)の半径をr(n)とするとき、
@ r(n)を求めよ。
A r(n+1)をr(n)を用いて表せ。
B C(n)の面積をS(n)とするとき∞(n=1)S(n)を求めよ。



32319.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月24日(木) 8時44分

C1 の半径は1であることは、別途求めておくとして、
C1 と C2 の半径の比率は、図の△ABCと△ADEの相似比と同じです。
さらに言うと、AB:AD と同じです。
Aのx座標は5/3、Bは−1、Dは1であるので、
AB=8/3、AD=2/3 となり、AB:AD=4:1 です。
これは、C(r) と C(r+1) の間にも言えるので、

(2) r(n+1)=r(n)/4
(1) r(n) は初項1、公比1/4の等比数列なので、
 r(n)=1/4^(n-1)

(3) ∞(n=1)S(n) の∞とn=1 は省略しますが、
粘(n)=Π排(n)^2=Π(1+1/16+1/256+・・・)
  =16Π/15
 

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32308.(untitled)  
名前:リーンゴーン    日付:5月23日(水) 15時35分
nを正の整数、kを-n≦k≦nを満たす整数とする。次の四つの不等式を満たす(x,y)のうち、xもyもともに整数であるようなものの個数を求めなさい。

y≦-x+n-k
y≦x+n+k
y≧x-n-k
y≧-x-n+k

直線の交点はそれぞれ(-k,n)、(n,k)、(-n,k1)、(k,-n)となりますので、これらの4点を頂点とする長方形の内部及び周の整数点が答えになると思ったので、長方形の二辺は√2(n+k)と√2(n-k)なので、答えは√2(n+k)*√2(n-k)になると思ったのですが、全然違いました。どうしてコレは違うんですか?正しい解き方はどうなりますか?お願いします。



32310.Re: (untitled)
名前:らすかる    日付:5月23日(水) 16時43分
>どうしてコレは違うんですか?
面積と格子点が一致すると考えている点が誤りです。
例えば正方形(1,0)(0,1)(-1,0)(0,-1)の面積は2ですが、
内部の格子点は1個、周を合わせると5個ですからまったく合いません。

>正しい解き方はどうなりますか?
解き方は何通りかあると思いますが、この問題の場合は
正方形(n,n)(-n,n)(-n,-n)(n,-n)の格子点の数から
斜辺以外の二辺がn+kの直角二等辺三角形の格子点の数(斜辺上の格子点は除く)の2倍

斜辺以外の二辺がn-kの直角二等辺三角形の格子点の数(斜辺上の格子点は除く)の2倍
を引くのが簡単そうに思えます。

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32311.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月23日(水) 17時0分
では、別の方法を。

図は、n=5,k=3 の例ですが、kが負になる場合も含めて、
長方形の2辺が (n+k)√2 と、(n-k)√2 になるということは、良いですね。

すると、辺には、√2 ずつ格子点が並びますので、
これらと、正方形を形成する格子点(●)が
 (n+k+1)×(n-k+1) 個あり
これらの正方形の真ん中に位置する格子点()が、
 (n+k)×(n-k) 個ありますので、合計
 (n+1)^2-k^2 + n^2-k^2=2n^2+2n-2k^2+1 (個)
となります。
 

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32312.Re: (untitled)
名前:らすかる    日付:5月23日(水) 17時2分
そちらの方が簡単ですね。
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32320.Re: (untitled)
名前:リーンゴーン    日付:5月24日(木) 16時3分
ラスカルさんの解説はよくわかりました。ヨッシーさんの解説は

>すると、辺には、√2 ずつ格子点が並びますので、
これらと、正方形を形成する格子点(●)が
 (n+k+1)×(n-k+1) 個あり
これらの正方形の真ん中に位置する格子点(●)が、
 (n+k)×(n-k) 個ありますので

ここのところが分かりません。ここをもう少し詳しく教えてください。


32324.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月24日(木) 17時6分

上の図でいうと、長方形の辺の長さは 2√2 と 8√2 です。
式でいうと、(n-k)√2 と (n+k)√2 です。

まず黒い●を数えます。●は、長方形の辺に平行で、1辺√2 の正方形の
各頂点におかれています。
2√2 の辺には 2+1=3 個、8√2 の辺には 8+1=9 個あり、
合計 3×9=27 個です。
式で書くと、(n-k+1)×(n+k+1) です。

次に赤い を数えます。
赤い は、黒い ● で作られる正方形1個に付き
1個おかれています。
正方形は 2×8 個ありますので、赤い も16個あります。
式で書くと (n-k)×(n+k) です。
 

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32307.(untitled)  
名前:リーンゴーン    日付:5月23日(水) 15時21分
こっちの問題も教えてください。どうぞよろしくお願いします。

xy平面内に次の二つの集合l,mを考える.
l={(-5,y)|-5y5}
m={(5,y)|-5y5}
l,m上にない2点A,Bに対し,A,Bをl,mと交わらない線分又は折れ線で結ぶときの経路の長さ
の最小値をd(A,B)で表す.
2点P(-9,3),Q(9,3)に対し,
d(P,Q)=d(Q,R)
となる点Rの軌跡をxy平面上に図示せよ.



32313.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月23日(水) 17時31分
-5y5 とあるのは、-5<y<5 とします。

特に説明はいらないと思います。
QABP を結んだ折れ線をロープに見立てて、
Qを中心にぶん回した状況です。

図では切れていますが、右の方にも大きな円があります。
点Cに届く寸前に、内回りをした方が近いところがあって、
ちょっと複雑な形になります。

図は、点C付近の拡大図です。

いずれにしても、円周を組み合わせた形になります。
 

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32321.Re: (untitled)
名前:リーンゴーン    日付:5月24日(木) 16時5分
>-5y5 とあるのは、-5<y<5 とします。

失礼しました。そのとおりです。

>特に説明はいらないと思います。
QABP を結んだ折れ線をロープに見立てて、
Qを中心にぶん回した状況です。

(×△×)すみません。説明ほしいです。よくわからないです。


32326.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月24日(木) 18時13分

↑こういうことです。

Qから伸びたヒモの長さ d(Q,R) は d(P,Q) と等しいです。

ただし、点C付近の内回りの件は、反映していません(美しくないので^^;)
 

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32306.(untitled)  
名前:リーンゴーン    日付:5月23日(水) 15時21分
よろしくお願いします。この問題の解き方をわかりやすく教えてください。

xy平面上の2点P,Qに対し,PとQをx軸またはy軸に平行な線分からなる折れ線で結ぶときの経路の
長さの最小値をd(P,Q)で表す.
(1)原点O(0,0)と点A(1,1)に対し,d(O,P)=d(P,A)をみたす点P(x,y)の範囲をxy平面上に図示
せよ.
(2)実数a0に対し,点Q(a,a^2+1)を考える.
次の条件(※)を満足する点P(x,y)の範囲をxy平面上に図示せよ.
(※)原点O(0,0)に対し,d(O,P)=d(P,Q)となるようなa≧0が存在する.



32309.まず(1)番
名前:ヨッシー    日付:5月23日(水) 15時54分

座標面を図のように9つのエリアに分けます。
例えば、(1) は x≦0 かつ y≧1、(5) は 0≦x≦1 かつ 0≦y≦1 です。
(説明上、境界線上の点はどちらのエリアにも含むとします)

(1) d(O,P)=-x+y, d(P,A)=(1-x)+(y-1) より、
 -x+y=-x+y より、このエリア内の任意の点は、d(O,P)=d(P,A) を満たす。
 (9) も同様です。
(2) x+y=(1-x)+(y-1) より、x=0 つまり y軸上の点のみ、d(O,P)=d(P,A) を満たす。
 同様に(4) は、y=1 上。(6) はx軸上。(8) は、x=1 上。
(3)は、必ず d(O,P)>d(P,A)、(7) は、必ずd(O,P)<d(P,A) となる。
(5) x+y=(1-x)+(1-y) より、2x+2y=2 より、直線 x+y=1 上の点が d(O,P)=d(P,A) を満たす。
以上より、d(O,P)=d(P,A) を満たす点は、以下のようになります。


 

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32322.Re: (untitled)
名前:リーンゴーン    日付:5月24日(木) 16時7分
(1)の解説ありがとうございました。かなり難しいですが今何とか理解しかけてきてます。(2)の方も教えてください。お願いします。

32300.図形問題  
名前:ナイトメア オブ アリス    日付:5月23日(水) 11時17分
一辺の長さが5cmの立方体の内部を半径1cmの球が動き回る。
このとき、立方体の内部で球が動き見回ることのできる空間図形の体積Vと表面積Sを求めよ。

図が想像できていないのか、解答を見てもよくわかりません。
おねがいします。



32301.Re: 図形問題
名前:らすかる    日付:5月23日(水) 12時29分
図が想像できないと厳しいと思いますが、この図形は「角が丸い立方体」ですよね。
これは、各面から1cmの平面で切ってバラバラにして考えると考えやすいと思います。
バラバラにすると、
 3cm角の立方体が1個
 3cm×3cm×1cmの正四角柱が6個
 底面の半径が1cm、高さが3cmの円柱の1/4が12個
 半径1cmの球の1/8が8個
となりますね。

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32302.Re: 図形問題
名前:ヨッシー    日付:5月23日(水) 12時44分

図は、上半分の図です。
中身が見えるように、1つだけ直方体を取り外してあります。

らすかるさんの書かれたとおり、
 3cm角の立方体が1個
 3cm×3cm×1cmの正四角柱が6個
 底面の半径が1cm、高さが3cmの円柱の1/4が12個
 半径1cmの球の1/8が8個
になります。
 

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32304.Re: 図形問題
名前:ヨッシー    日付:5月23日(水) 14時22分
ちょっと見にくいですが、こんなの。

 

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32317.Re: 図形問題
名前:ナイトメア オブ アリス    日付:5月24日(木) 2時5分
ありがとうございました!
図を描いてくださったおかげでよく分かりました。
自分でこういう問題に出会ったら図を書けるかどうか自信ないですけど。。。
でもがんばっていこうと思います
表面積が苦手なんですが教科書見たら自分で解けそうなので
調べてきます
ありがとうございましたー!

32292.二項定理  
名前:ナイトメア オブ アリス    日付:5月22日(火) 22時45分
(1)101^(100)の下位5桁を求めよ
(2)99^(100)の下位5桁を求めよ

100乗もあると下位5桁がどうなるのかよく分かりません。
二項定理を利用するといっても、最初の5乗くらいまでを
nCrで出して、下位5桁を求めているようですが
どうして最初のほうだけ計算して出したら、下位5桁が分かるんでしょうか?
98乗とか99乗あたりは下位5桁に影響しないんでしょうか?
なんか計算式だけ見ても分からないので
どうして下位5桁が最初のほうだけで求まるのかを言葉で教えてほしいです。
おねがいします。



32295.Re: 二項定理
名前:らすかる    日付:5月23日(水) 0時11分
最初の方だけで求まる、ということは (1+100)^100 のようにして
展開したということでしょうか。
そうすると、第2項は100、第3項は100^2=10000、第4項は100^3=1000000、…が
掛けられていて、第4項は ……000000、第5項は ……00000000 のように
なりますので、第4項以降は下位5桁に関係ないですね。

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32299.Re: 二項定理
名前:ナイトメア オブ アリス    日付:5月23日(水) 11時3分
ありがとうございました

教科書では(1+100)^(100)
なんていう難しい二項定理用の式にされていたんですが
(らすかるさんもそうやっていますね)
それで、100C1*{1^(99)}*(100)+...となっていたので
難しく感じましたが、100は1乗から大きくなるだけだから
最初のほうだけで求まるってことですよね?

でも(2)のほうは問題が(1-100)^(100)だけど・・
あー最初のほうだけでいいのかな・・

なんとなく分かりました
ありがとうございました!


32303.Re: 二項定理
名前:ヨッシー    日付:5月23日(水) 12時46分
(2)は
 (100-1)^100
ですYO!
 

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32318.Re: 二項定理
名前:ナイトメア オブ アリス    日付:5月24日(木) 2時5分
あ、そうでしたw
うっかりしてましたw
これからは気をつけようと思います
ありがとうございましたー!

32290.答えまでのプロセス  
名前:ヨッシーマン    日付:5月22日(火) 20時9分
d(14.053-d)=33.0625
d=11.065は解っていますが(答えだけ)途中の解き方が解りません。
宜しくお願いします。



32291.Re: 答えまでのプロセス
名前:ラディン.ms    日付:5月22日(火) 20時38分
展開して整理して解の公式を使うと
 d={14.053±√(14.053^2-4*33.0625)}/2
根号のところは大体√65でした……


32298.Re: 答えまでのプロセス
名前:ヨッシーマン    日付:5月23日(水) 8時35分
ラディン.msさん、大変ありがとうございました。
理解できました。

32288.領域の最大値  偏差値60ぐらい  
名前:小宮賢太    日付:5月22日(火) 18時53分
「xとyが不等式x^2-4x-y-2<=0,2x+y-1=0をみたすとき、ax-yの最大値をもとめよ。」の解答をお願いします。



32289.Re: 領域の最大値  偏差値60ぐらい
名前:ヨッシー    日付:5月22日(火) 19時1分
2x+y-1=0 より、y=-2x+1
これを、x^2-4x-y-2≦0 に代入して、
 x^2-4x+2x-1-2≦0
 x^2-2x-3≦0
 (x-3)(x+1)≦0
 -1≦x≦3
一方、y=-2x+1 を ax-y に代入して
 ax+2x-1 = (a+2)x -1
これの -1≦x≦3 における最大値を調べます。
 a=-2 のとき、ax-y は常に -1 であり、最大値は -1。
 a<-2 のとき、x が小さいほど ax-y は大きいので、x=-1 のとき 最大値 -a-3
 a>-2 のとき (以下略)
 

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32294.Re: 領域の最大値  偏差値60ぐらい
名前:小宮賢太    日付:5月22日(火) 23時11分
なるぼど。そういう解答でいいんですね。では、2x+y-1<=0だったら、どういう風になるのですか?


32305.Re: 領域の最大値  偏差値60ぐらい
名前:ヨッシー    日付:5月23日(水) 14時53分

2つの不等式の共通領域は、図のようになります。

 ax-y=k

とおくと、y=ax-k より、この直線が、上の領域と共有点を持ちながら
傾きおよび切片が変化するときの、切片の最小値(切片が -k なので)が
a によって、どう変わるかを見ます。
まず、交点(-1,3), (3,-5) における接線の傾きは、-6, 2 であることを確認しておきます。

 a<−6 のとき、点(-1,3) を通るときが切片は最小。このとき k=-a-3
 −6≦a≦2 のとき、y=ax-k が y=x^2-4x-2 に接しているときが切片は最小。
 代入して、判別式=0 とすると、k=a^2/4 +2a+6
 a>2 のとき、点(3,-5) を通るときが切片は最小。このとき k=3a+5
 

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32315.Re: 領域の最大値  偏差値60ぐらい
名前:小宮 賢太    日付:5月23日(水) 23時36分
ありがとうございました\(^o^)/

32283.方程式  
名前:みぉ(高3)    日付:5月22日(火) 0時13分
a,bを整数とし、2次方程式x^2+ax+b=0を考える
(1)この方程式の2つの解が整数のとき、判別式Dは平方数であることをしめせ。
 ただし、平方数とは整数の平方で表される数である。

(2)判別式Dが平方数ならば、解はすべて整数であることを示せ。



(1)はなんとかできたのですが、(2)がよくわかりません。
よろしくおねがいします!



32284.Re: 方程式
名前:教得手 学    日付:5月22日(火) 1時24分
判別式D=a^2-4b が平方数であれば
   a^2-4b=m^2 (m:整数)とおけます。
このとき a が奇数ならば左辺も奇数となり、mも奇数となります。
a が偶数ならば左辺も偶数となり、mも偶数となります。
  すなわち a≡m(mod2)となります・・・・・(イ)

x^2+ax+b=0 の解は x=(−a±√D)/2
           =(−a±m)/2
 ところが(イ)より分子はともに2の倍数となるから、約分が出来て
解xはともに整数となります。


32297.Re: 方程式
名前:みぉ(高3)    日付:5月23日(水) 6時52分
わかりました!ありがとうございます!

32280.  
名前:せな    日付:5月21日(月) 23時42分
正の整数から、どうやって負の数や有理数、無理数までを考えていくかについて、問われているのですが、
負の数はなんとなく漠然とですが正の整数から生まれた過程を私なりに考えることができたのですが、有理数、無理数がどうもうまくいきません><
どうしてこのような数字が生まれてきたのでしょうか??教えてください!!



32287.Re: 数
名前:ヨッシー    日付:5月22日(火) 8時36分
この質問に、ピッタリ答えているわけではありませんが、
こちらをご覧下さい。

要は、数の表記方法の限界と、限界を超えた必要性から発展させていったものかと。
 

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32278.関数の最大値、最小値を教えてください  
名前:麻奈(高3)    日付:5月21日(月) 21時2分
y=(x^2−3x)^2−9(x^2−3x)で(1≦x≦4)
の最大値、最小値を求めよ
( )の中をくくりだしてA^2−9A にするまではあってますか?
その先がまったくわかりません
よろしくお願いします



32282.Re: 関数の最大値、最小値を教えてください
名前:教得手 学    日付:5月22日(火) 0時6分
A=x^2−3x とおくのでいいでしょう

A=x^2−3x=(x−3/2)^2−9/4
より A は 1≦x≦4においては
  x=3/2 のとき最小値 A=−9/4
  x=4 のとき最大値 A=4^2-3*4=4  をとります。

−9/4≦A≦4 のとき y =A^2−9A の値のとる範囲は
  y =A^2−9A=(A-9/2)^2−81/4  より 
グラフは A=9/2 を軸とする上開きの放物線となる(A軸が横軸)
 よって yは A=−9/4 のとき最大値・・(-9/4)^2−9*(-9/4)=405/16
       A=4 のとき最小値・・4^2−9*4=−20

をとります。ちなみに 最大値のときの x は 3/2、最小値のときのx は4 です。
・・・以上、「教えたがり屋」改め「教得手 学」・・・

32270.証明問題  
名前:しげみ    日付:5月21日(月) 0時23分
f(x)=x^2+7とおく.
(1)nは3以上の自然数で,ある自然数aにたいしてf(a)は2^nの倍数になってい
るとする.このときf(a)とf(a+2^(n−1))のうち少なくとも一方は2^(n+1)の倍数で
あることを示せ.
(2)任意の自然数nにたいしてf(a[n])が2^nの倍数となるような自然数a[n]が存在す
ることを示せ.

(1)はなんとか解けたんですが(2)が全然わかりませんでした。(2)の解法をわかりやすく教えてください。お願いします。



32274.Re: 証明問題
名前:ヨッシー    日付:5月21日(月) 13時56分
(1)
f(a)=a^2+7 が 2^n の倍数であるとき、
 a は奇数であることは明らかです。
f(a)=a^2+7=m・2^n (m は整数)
と書けます。
m が偶数のとき、明らかにf(a) は 2^(n+1) の倍数。
m が奇数のとき、
 f(a+2^(n-1))=(a+2^(n-1))^2 + 7
  =a^2+7 + a・2^n + 2^(2n-2)
  =m・2^n + a・2^n + 2^(n-3)・2^(n+1)
  =(m+a)・2^n + 2^(n-3)・2^(n+1)
m+a は偶数なので、(m+a)・2^n は、2^(n+1) の倍数。
n≧3 より、2^(n-3) は整数であり、2^(n-3)・2^(n+1) は、2^(n+1) の倍数。
以上より、f(a+2^(n-1)) は 2^(n+1) の倍数になります。
 

http://yosshy.sansu.org/


32275.Re: 証明問題
名前:ヨッシー    日付:5月21日(月) 14時5分
(2)
n=1 のとき、例えば a[1]=1 が条件を満たします。
 f(1)=8=4・2^1
n=2 のとき、同様に a[2]=1 が条件を満たします。
 f(1)=8=2・2^2
n=3 のとき、同様に a[3]=1 が条件を満たします。
 f(1)=8=1・2^3
n≧3 である自然数nについて、
 f(a[n]) が 2^n の倍数であるとき
 f(a[n]) が 2^(n+1) の倍数であるとき a[n+1]=a[n]
 f(a[n]) が 2^(n+1) の倍数でないとき a[n+1]=a[n]+2^(n-1)
によって、a[n+1] を決めることが出来る。
以上より、任意の自然数nについてa[n] を決めることが出来ます。
 
 

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32269.領域の問題  
名前:小宮賢太    日付:5月20日(日) 23時46分
座標平面で、x^2-3xy+y^2+6x-8y+8>=0のあらわす領域を図示せよ。
   問題の解答の仕方がわかりません。



32273.Re: 領域の問題
名前:ヨッシー    日付:5月21日(月) 13時47分
x^2-3xy+y^2+6x-8y+8=0
のグラフを原点周りに45°回転させてみましょう。
 

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32268.関数の微分について・・・(対象は高3くらいかな)  
名前:るう    日付:5月20日(日) 23時7分
sinx/x^2-logxの微分をしてみたんですが、どこまでもっていけば
正しい解答になるのかいまいちわからなくて。。あまりにも複雑な
だらだらとした式になってしまうので、自信がありません。。
どなたか教えてください!!

あと、log(x^2+1)のグラフの書き方を教えてください!!



32272.Re: 関数の微分について・・・(対象は高3くらいかな)
名前:ヨッシー    日付:5月21日(月) 13時8分
{(sinx)/x^2-logx}' =
{(x^2)cosx - 2x・sinx}/x^4 - 1/x
または
{(x^2)cosx - 2x・sinx - x^3}/x^4
で十分でしょう。

f(x)=log(x^2+1) とおく。
f'(x)=2x/(x^2+1)
f"(x)={2(x^2+1)-4x^2}/(x^2+1)=2(1-x^2)/(x^2+1)
より、x=0 でf'(x)=0,x=±1 で、f"(x)=0

図のように、y軸について対象で、
−1<x<1 で、下に凸、それ以外で上に凸。
x<0 で単調減少、x>0 で単調増加。
極小値がx=0でf(x)=0
変曲点が(-1,log2) と (1,log2)
となります。
  

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32277.(untitled)
名前:るう    日付:5月21日(月) 18時8分
ありがとうございます!!(><)
また、寄せてもらいます☆★

32262.確率P(A∪B)の取りうる値の範囲  
名前:ShoWat    日付:5月20日(日) 10時51分
【問題】
独立な2つの事象A,Bの積事象の確率P(A∩B)=1/4のとき、
和事象の確率P(A∪B)の取りうる値の範囲を求めよ。


模範解答では、以下のように2次方程式を利用し、
定義域(0≦x≦1)より確率の条件を求めていますが、
私は、相加・相乗平均を用いました。アプローチはまったく違うのですが
同じ答えとなりました。私の解答でもよろしいですか。
また、私の解答は汎用性がありますか。よろしくお願いいたします。


【模範解答】
A、Bは互いに独立なので、
P(A∩B)=P(A)*P(B)=1/4・・・@

確率の加法定理より
P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)
P(A)+P(B)=u+P(A)*P(B) 
P(A)+P(B)=u+(1/4)・・・A

@、AからP(A)とP(B)を解に持つ2次方程式は
解と係数の関係より、
x^2−(u+1/4)x+(1/4)=0・・・B

Bを 定義域(0≦x≦1)で解を持つ条件は4つ。
i)判別式D≧0
ii)0≦軸(頂点のx座標)≦1

y=f(x)-x^2−{u+(1/4)}x+(1/4)
ii)f(0)≧0
iv)f(1)≧1

途中省略しますが、i)〜iv)を満たす条件が正解で
3/4≦P(A∪B)≦1


【私の答案】
P(A)≧0 かつP(B)≧0より
相加・相乗平均を用いて、
P(A)+P(B)≧2√(P(A)*P(B))
(等号成立条件 P(A)=P(B))・・・C

Cの両辺から1/4を引いて
P(A)+P(B)−(1/4)≧2√P{(A)*P(B)}−(1/4)・・・D
確率の加法定理より
P(A∪B)=P(A)+P(B)−(1/4)・・・E
P(A∪B)≧2√P{(A)*P(B)}−(1/4)・・・F
@をDへ代入して、
P(AUB)≧2√(1/4)−(1/4)=2*(1/2)−(1/4)=3/4

また、P(A∪B)は全体集合の確率1を超えないので、
P(A∪B)≦1・・・G

F、Gより
3/4≦P(A∪B)≦1



32264.Re: 確率P(A∪B)の取りうる値の範囲
名前:黄桃    日付:5月20日(日) 14時17分
残念ながら、ShoWatさんの方法では、P(A∪B)のとりうる範囲を求めているのではなく、P(A∪B)が満たすべき不等式を求めているだけにすぎません。
以下、最大限に趣旨を尊重して答案を解釈してみます。

まず、
3/4≦P(A∪B)
はいつでも正しいですが、等号が成立する場合(つまり、0≦P(A),P(B)≦1で等号をみたすP(A),P(B)が存在する)が実際にあることをいわなければ最小値を求めたことにはなりません(P(A)=P(B)=1/2の時条件を満たします)。
しかしながら、確率の場合、とりうる値は0 以上1以下だから「平方根に関して閉じているので」必ず等号が成立する場合があります。

したがって、この点を理解した上で相加相乗を使うのなら
P(A∪B)の最小値が3/4 である
に関しては問題ありません(説明としては不十分とみなされるでしょうが、それは自分の理解とは別の問題です)。

次に
P(A∪B)≦1
についても、本当に1までとりうるのかの吟味がかけています。P(A)=1,P(B)=1/4 にすれば1となるので明らかですから、この点を理解してP(A∪B)の最大値は1としたのならOKですが、答案だけからは読めません。

最後に、本当にべったり 3/4 から 1 まで全部動くのか、という吟味もありません。善意に解釈すれば、
「P(A∪B)=P(A)+P(B)-1/4
なので、
f(x,y): [0,1]x[0,1]→[0,1] を f(x,y)=x+y-1/4 と定義し、fによる像すなわち、{f(x,y)|xy=1/4}を求める問題で、xy=1/4 は連結だからその連続像も連結なので、最大値と最小値の間をすべて取りうる」
から結果が得られる、 となるでしょう。
なお、高校レベルであれば、上記「」内は無視していただいて、その代わりに0≦x,y≦1の範囲で k=x+y-1/4 という直線が双曲線 xy=1/4 と交わる条件として k は最小値から最大値までべったり動くと説明する必要があるでしょう。

ここまで理解してこの答案を書かれたのなら、OKです。ただし、テストの答案として採点者がここまで読み取ってくれるか、という質問であれば、答は NO です。

参考までに付け加えますと、以上の点を踏まえて模範解答をもう一度見ていただくとその意図がよくわかると思います。


32267.Re: 確率P(A∪B)の取りうる値の範囲
名前:我疑う故に存在する我    日付:5月20日(日) 23時8分
二つの賽コロを振る時、第一のサイコロの目が偶数なる事象を A,
第二の賽コロの目が偶数なる B とすると、これらは条件
>独立な2つの事象A,Bの積事象の確率P(A∩B)=1/4
を満たし、P(A∪B) = 3/4 となる。
そのほかの値でも具体的に確率空間と事象を作って示す必要がある。

32258.置き方に作用する操作 月曜までにお願いします  
名前:あさまる    日付:5月19日(土) 23時59分
Original Size: 640 x 400, 15KB

白2個 黒2個 青2個 で腕輪を作る。

このとき、反時計回りi/6回転をpi としてp0(=0回転、即ち動かさないという操作)、p1、p2、p3、p4、p5.
6本の対象軸をそれぞれ中心とする裏返し、t1、t2、t3、t4、t5、t6.
で固定される置き方の個数を求め、その合計を計算せよ。
(それぞれの捜査に対して、固定される置き方の個数を数えて合計する)

答えは、12(操作の数)×11(腕輪の種類)=132となります。
図がヘタクソですいません。


32257.三角比  
名前:あか    日付:5月19日(土) 23時57分
2(cosθ)^2+19(sinθ)^2
の最大値を求めたいのですが…
最初sin^2θをtとおいてやってみましたが、8次式になって解けませんでした。
どなたか教えてください



32259.Re: 三角比
名前:Sin    日付:5月20日(日) 0時21分
----------------------------------------------
In[5]:=
f[x_, y_] := 2*x^2 + 19*y^2
g[x_, y_] := x^2 + y^2;

In[7]:=
{D[f[x, y], x] == λ*D[g[x, y], x],
D[f[x, y], y] == λ*D[g[x, y], y],
g[x, y] == 1}

Out[7]=
{4*x == 2*x*λ, 38*y == 2*y*λ,
x^2 + y^2 == 1}

lsol = Solve[{D[f[x, y], x] ==
λ*D[g[x, y], x], D[f[x, y], y] ==
λ*D[g[x, y], y], g[x, y] == 1},
{x, y, λ}]

Out[11]=
{{λ -> 2, x -> -1, y -> 0},
{λ -> 2, x -> 1, y -> 0},
{λ -> 19, y -> -1, x -> 0},
{λ -> 19, y -> 1, x -> 0}}

In[12]:=
{x, y} /. lsol

Out[12]=
{{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}}

In[14]:=
f[x, y] /. lsol

Out[14]=
{2, 2, 19, 19}
で最大値19(ついでに最小値2)


32260.Re: 三角比
名前:Sin    日付:5月20日(日) 0時25分
Expand[2*(1 - Sin[θ]^2) + 19*Sin[θ]^2]

Out[23]=
2 + 17*Sin[θ]^2

2+17*0<=2 + 17*Sin[θ]^2<=2+17*1=19 です。


32261.Re: 三角比
名前:らすかる    日付:5月20日(日) 0時34分
2(cosθ)^2+19(sinθ)^2
=2(cosθ)^2+2(sinθ)^2+17(sinθ)^2
=2{(cosθ)^2+(sinθ)^2}+17(sinθ)^2
=2+17(sinθ)^2
(sinθ)^2 の最大値は1だから
2+17(sinθ)^2 の最大値は 2+17×1=19

http://www10.plala.or.jp/rascalhp

32256.2球面  
名前:バケリマン    日付:5月19日(土) 9時32分
-x^2 + x^4 - 2*x^2*y + y^2 + 2*x^2*y^2 -
2*y^3 + y^4 - 2*x^2*z + A*y*z - 2*y^2*z +
z^2 + 2*x^2*z^2 - 2*y*z^2 + 2*y^2*z^2 -
2*z^3 + z^4==0 が
二つの球面を表すように A を (未定係数法以外の発想で)定め、
交角(二つの球面の交線上の任意の点での接空間T1,T2の為す角)を求めよ。

        よろしくお願いします

更に、 上のAを定めた後、そのAを微小に変化させたときの 左辺=0 の
     表す 空間R^3 の 代数多様体達 を 描写
(もはや 球面達ではない) して いただければ 幸甚に存じます。

32251.線対称な五角形の面積  
名前:恵日    日付:5月18日(金) 19時59分
☆問題☆

一辺の長さが1の正方形の紙を1本の線分に沿って折り曲げたとき二重になる部分の多角形をPとする。Pが線対称な五角形になるように折るとき、Pの面積の最小値を求めよ。


自分でもいろいろと考えましたが、どうしてもこの問題が解けません。どうやって解くのか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いします。


以下は一応自分で考えたところまでです。ただ解けていないのでので、何の参考にもならないと思いますので、軽く読み飛ばしてくださいね^^;


正方形の頂点を、左下から反時計回りにA、B、C、Dとします。正方形ABCDを線分QRに沿って折り曲げるとします。Qは辺AD上にあるとします。

Rが辺ADの隣り合う辺上にあるときは、多角形Pは三角形にしかなりませんので、このときは不適合です。したがって、Rは辺BC上にあります。でもAQ≦1/2かつBR≦1/2のときは、多角形Pは四角形にしかなりませんので、このときも不適合です。したがって、AQ<1/2かつBR>1/2とできます。このとき多角形Pは五角形になります。以下、Q、Rをそのような点とし、Pは五角形を表しているとします。・・・ここまでは図を描きながら考えたことで、あくまでも予想です。

まず点の設定をします。正方形ABCDを線分QRに沿って折り返したとき、頂点Aが移る点をE、頂点Bが移る点をFとします。さらに、辺ADと線分EFの交点をG、辺CDと線分EFの交点をH、辺CDと線分RFの交点をIとします。

僞GQと僖GHと僥IHと僂IRはすべて直角三角形であり、また∠EGQ=∠DGH=∠FIH=∠CIR(=θとします)ですので、僞GQと僖GHと僥IHと僂IRはすべて相似です。さらにPが線対称な五角形ですので、GQ=IR、HG=HIから、僞GQと僂IR、僖GHと僥IHはそれぞれ合同です。

ここで、辺の長さを設定します。EQ=a(0<a<1/2)、DH=b(0<b<1/2)とします。AQ=EQですので、AQ=a。よって、DQ=1-a。僞GQ≡僂IRですので、CR=a。また、GQ=a/sinθですので、DG=1-a-(a/sinθ)。さらにCI=a/tanθ。

さて、Pの面積Sですが、S=台形CRQD-僖GH-僂IRとして求められるので、上記の辺の長さの設定から、S=(CR+DQ)*CD/2-CR*CI/2-DG*DH/2=(1/2)-(a^2/2tanθ)-(b(1-a-(a/sinθ))/2)となります。また、たとえば辺CDの長さに注目すると、DH+HI+IC=1ですので、b+(b/sinθ)+(a/tanθ)=1となりますので、Sの式からbを消去できます。するとSはaとθの二変数関数になります。

あとはaとθの関係式を作って、どちらかを消去してSを一変数の関数で表して微分なりをして面積の最小値を求めることができると思うのですが、このaとθの関係が、いろいろ考えましたがどうしても出てきません。方針を誤ったのだと思います(辺の長さを設定するところなど)。でもこれ以上は自分で解決することはできそうにありません。



32263.Re: 線対称な五角形の面積
名前:ぱんだ    日付:5月20日(日) 10時58分
よく頑張っていると思いますが、正解にたどり着くにはちょっと足りないようですね。
私がこういう問題で最も強調するのが「これは図形の問題である」ということです。
公式や微分積分などに頼るより、まず小学生のような気持ちで素朴に
図形そのものと向き合ってください。
五角形が線対称になるのは一体どんなときでしょうか?
おそらく正方形の「真ん中」を通る直線で折り曲げたときと予想できませんか?
このことを強く意識して問題に取り組んでください。
AQ=CRにならないといけないので、当然「真ん中」を通る直線で折り曲げることになります。
そこで、真ん中を原点にとって、ABに平行なx軸、ADに平行なy軸をとってください。
原点を通る直線で折り曲げるのですが、折り曲げ方には色々あります。
しかし、それは一変数分の自由度しかないのはお分かりでしょうか?
つまり、直線とx軸のなす角度θという唯一つの変数によって折り曲げ方を表現できるはずです。
(他にも色々と折り曲げ方を文字で表す方法はありますが、
「どの文字で表すのが一番楽か?」と考えるのは非常に重要です)
これだけでも一応できるはずですがもう一点。
図形の問題ということで、図形的に考えてください。
真ん中を原点に持ってきたとしたら、あなたのいう点Hはどこに
くるでしょうか?QRを底辺としたとき、Oの「真上」にくるはずですね。
ということは、∠OHC=θとなるので、Hとy軸の距離はtanθ/2となります。
よってDH=(1-tanθ)/2より、4つの三角形は全て合同。
五角形の面積が最小とは、三角形4つの面積が最大ということ。
三角形一つの面積=1/4・tanθ(1-tanθ)/1+tanθの最大値を求めたい。
tanθ=tとおくと少し書くのが楽になります。
1/4・(-t^2+t)/(1+t) (0<t<1)の最大値を求めるのですが、
普通に微分してもよいですが、例えば1+t=uとおいてuの式に直せば
1/4・(-u^2+3u-2)/u=1/4{3-(u+2/u)}となり、相加相乗より
u=√2のときに最大値(3-2√2)/4をとる。
よって求める五角形の面積の最小値は
1/2-(3-2√2)=2√2-5/2 である。

最後の変形はちょっとしたテクニックですのでそこまで重要ではありません。

ということでまとめておきます。
@図形の問題であるということを意識すること。式ではなく、まず図形的に考える
A図形の問題では、座標を導入するのも一つの重要な手段である。その際、
「どこを原点に置くか」「x軸をどこにするか」といったことを考えることは非常に重要である。
Bどの変数の関数として表すと楽かしっかり考えること

他にも色々と図形の問題のコツはあるのですが、今回はこのくらいで。
頑張ってくださいね。


32266.Re: 線対称な五角形の面積
名前:ふにゃふにゃ    日付:5月20日(日) 23時5分
>ぱんださん
この問題は東工大のですよね?何年のか忘れましたが。たしか答えは√2-1になるはずですよ。

>おそらく正方形の「真ん中」を通る直線で折り曲げたときと予想できませんか?
人にもよりますがこれを予想するのはなかなかムズイですね。しかもちゃんと説明できる人はほとんどいないでしょう。

>恵日さん
この問題は東工大という理系の難関大の問題でしかも悪評だらけの奇問です。本番では絶対に捨てなければならない問題です。こんな問題にこだわってると貴重な時間を無駄にしますよ?

でも一応アドバイスを。恵日さんの解答中での疑問ですが実は僞GQと僖GHと僥IHと僂IRはすべて合同です。これらが全て合同なのであとはもうわかりますね?やってみればわかりますがθは必要なくなります。aかbどっちかなの文字一つで面積を表せます。ところで何故すべて合同になるのかと質問されると思いますが実は当時私にもそれが分からなかったです。でも本来この問題は捨て問なので合同の理由ははしょってもかまいません。合同の理由を削ると減点は免れませんが答えが出ればそれだけで他の受験生に大きく差がつけられるからです。それで十分というそういうタチの問題です。

参考になったかね?


32271.Re: 線対称な五角形の面積
名前:ぱんだ    日付:5月21日(月) 6時56分
>この問題は東工大のですよね?何年のか忘れましたが。たしか答えは√2-1になるはずですよ。

あ、1/2-4×(三角形4つ分)ではなく、1/2-2×(三角形2つ分)でしたね。
なので仰るとおり答えは√2-1です。ご指摘ありがとうございます。
(東工大の問題だということは全く知りませんでした。情報ありがとうございます。)

>おそらく正方形の「真ん中」を通る直線で折り曲げたときと予想できませんか?
人にもよりますがこれを予想するのはなかなかムズイですね。

ムズイとは、なかなかきつい突っ込みですね(笑)
ただ、この問題このことが直観的にわかるかどうかが勝負を左右すると思います。
このことを自分の力で見抜けない人にとっては仰る通り捨て問にするべきだと思います。
しかし、恵日さんは自力でかなりいいところまで行かれているので
十分理解できると思ったのですが。。。

>しかもちゃんと説明できる人はほとんどいないでしょう。
恵日さんが「真ん中」という感覚を持っていたら

CR=EQ=AQよりQRは正方形の真ん中(原点)を通る とでもしておけば
十分でしょう。
(あらかじめ座標を設定しておきます。時間が余った場合はさらに詳しく証明しても可)

>でも一応アドバイスを。恵日さんの解答中での疑問ですが実は僞GQと僖GHと僥IHと僂IRはすべて合同です。

このような場で議論をするのはちょっとはばかれるのですが、まがいなりにも数学に携わっている者として、
この件については、あえて反論させていただきます。
「合同です」とのことですが、あなたはどうやって合同であるということに自力で気づくのでしょう?
「合同」ということが他から与えられているならそれでよいのですが
私は「合同であることに自分で気づくことの出来る力」を生徒に
つけさせることが最も重要であると考えます。

>aかbどっちかなの文字一つで面積を表せます
とのことですが、辺の長さaやbで式を作るよりも、x軸とQRのなす角α
(先ほど私はθとおきましたが、紛らわしいのでαとおきなおします)
で表したほうがはるかに簡単になると思います。
一度両方の方法を試してみて、どちらが簡単か試してみるとよいと思います。

>本番では絶対に捨てなければならない問題です。
これはその通りだと思います。下手な東大の問題よりもよほど難しいのは間違いありません。
この問題を自力で解けるレベルは確実に存在しますが、そのレベルの生徒が東工大を受けることはまずないでしょう。
また、プレッシャーの中で時間内に解くのは非常に難しいです。

恵日さんの解答に手を加えて現実的な(?)レベルでの答案を作ってみます。

A(-1/2,-1/2),B(1/2,-1/2),C(1/2,1/2),D(-1/2,1/2)とします。正方形ABCDを線分QRに沿って折り曲げるとします。Qは辺AD上にあるとします。

>Rが辺ADの隣り合う辺上にあるときは、多角形Pは三角形にしかなりませんので、このときは不適合です。したがって、Rは辺BC上にあります。でもAQ≦1/2かつBR≦1/2のときは、多角形Pは四角形にしかなりませんので、このときも不適合です。したがって、AQ<1/2かつBR>1/2とできます。このとき多角形Pは五角形になります。以下、Q、Rをそのような点とし、Pは五角形を表しているとします。・・・ここまでは図を描きながら考えたことで、あくまでも予想です。

(予想ですが、すばらしいと思います。私が受験した場合でも
このくらいの説明を手早く書いた上で計算に取り掛かります。
詳しい証明は時間が余ったら、で十分でしょう。
予想したことに・・・@とでもしておいて、時間が余ったら答案の
一番最後に @の証明:〜 とでもすればOKです。)


>まず点の設定をします。正方形ABCDを線分QRに沿って折り返したとき、頂点Aが移る点をE、頂点Bが移る点をFとします。さらに、辺ADと線分EFの交点をG、辺CDと線分EFの交点をH、辺CDと線分RFの交点をIとします。

>僞GQと僖GHと僥IHと僂IRはすべて直角三角形であり、また∠EGQ=∠DGH=∠FIH=∠CIR(=θとします)ですので、僞GQと僖GHと僥IHと僂IRはすべて相似です。さらにPが線対称な五角形ですので、GQ=IR、HG=HIから、僞GQと僂IR、僖GHと僥IHはそれぞれ合同です。

(考え方 私が次に疑問に思ったのは2種類の三角形の相似比です。
これをθで表せたら、答えは出たも同然です。よって2種類の三角形の
辺の長さを求めることが次の目的になります)

『ここで、CR=AQより、線分QRの中点は原点Oである。
QRとx軸の正の方向のなす角をαとおく。(対称性より0<α<π/4としてよい。)
すると、CR=EQ=1/2(1-tanα)で、∠IRC=2αよりCF=GE=CR×tan2α=tanα/1+tanα

IR=GQ=CR/cos2α=CR・(1-tan^2 α)/(1+tan^2 α)
よって、DG=1-CR-QG=(計算してみてください)tanα/1+tanα=CF
よって、4つの三角形は全て合同だとわかる。
(「相似比を求めたい」という意思から、合同だということが「必然的」に導かれます。
合同の証明の別解は私の一つ目の書き込み参照。そちらのほうが楽だが、気づくのは相当に難しいです。余裕があればそちらのほうも考えてみてください。)
よって{Pの面積}=1/2-2{三角形一つ分の面積}=1/2-2・1/2・CR・CF
=1/2-1/2・tanα(1-tanα)/1+tanα(ここでtanα=tとおく 0<t<1)
=1/2-1/2・t(1-t)/1+t(ここで1+t=uとおく 1<u<2 
*こうすると楽に解けますが、難しければ普通に微分してください)

=1/2+1/2・(u+2/u -3)≧1/2+1/2(2√2-3)=√2-1
(相加相乗 等号はu=√2のとき。)よって求める最小値は)√2-1である。』

くどいようですが、この問題を自力で解くのに必要な力は、
@真ん中を通ると直観的にわかる図形的な力→わからないようなら
実際に紙を折り曲げて色々実験してみてください。何か気づくことがあるはずです。
どうしてもわからないようなら、この問題は元からあきらめるべきです。

A座標軸の設定もうまい方法である

Bどの文字の関数とするとわかりやすいか判断する眼をもつ
→今回様々な変数があります。θ、α、a,bなど。辺や角が色々変化するわけですが、
どの文字で表すのが楽なのか、考えること(この手の問題では長さよりも角を主役にするとうまくいくことが経験上多いですが、
そのことは是非自分で色々な問題に接することで感じてみてください)

最後にふにゃふにゃさんへ。
私の数学に対する姿勢からこのような場で反論してしまい申し訳ありません。
ふにゃふにゃさんの仰っていることはある意味非常に正しいと私自身思っております。


32281.Re: 線対称な五角形の面積
名前:ふにゃふにゃ    日付:5月22日(火) 0時4分
>ぱんださん

誤らなければならないのは私の方です。失礼しました。すまんかったです。 ただ私が多少過激な書き方をしたのは、恵日さんのようなやる気のありそうな方(そう見えます)が、こういう問題に多くの時間を浪費させられるているのが忍びなかったからです。もちろん受験という制約を外せば別ですが。受験数学ではとにかくできるだけ解法を暗記しなければ勝負になりませんので、この手の論証問題は捨ててかないと受験には勝ち残れません。

ちなみに

>あなたはどうやって合同であるということに自力で気づくのでしょう?

ですが、別に気がついたわけじゃありませんよ。もしそうだったらこの問題は解けそうだからそうだったらいいなってただの希望的観測です。いい加減に見えますがえてしてこのような多少の狡賢さは受験数学では実に有効です。

ところでついでに私にもこの問題をわからせてくださいな。

(1)>QRを底辺としたときOの「真上」にくるはずですね。

これはOをとおりQRに垂直な直線上という意味ですよね?

(2)直線とx軸のなす角度θとおくと∠OHC=θとなる理由が分かりません。図を描くととてもそうは見えませんが。

(3)Hとy軸の距離はtanθ/2は1/2tanθの間違いでは?

(4)>DH=(1-tanθ)/2より、4つの三角形は全て合同。

自分にはこれがどうしても理解できないな。DH=(1-tanθ)/2となるのもここから4つの三角形は全て合同につなげるのも話が飛躍しすぎてやいませんかい?

よっかったら自分にも教えてくれやしませんか?

>恵日さん

横レスすまないね


32285.Re: 線対称な五角形の面積
名前:ぱんだ    日付:5月22日(火) 2時18分
レスありがとうございます。解説のためにいくつか点を付け加えて起きますね。
x軸とBCの交点M(1/2,0)y軸とCDの交点N(0,1/2)

(あ、あと2つ目のレスの答案はご理解いただけましたでしょうか?)

(1)>QRを底辺としたときOの「真上」にくるはずですね。
これはOをとおりQRに垂直な直線上という意味ですよね?

その通りです。QRの両端から∠GQR=∠IQRで、GQ=IRとなるように
IとRをとったので(GQIRは等脚台形ですね)、さらにGH=IHとなる点Hを取ると、
いったいどんな場所にくるでしょうか?
(正方形を折り曲げた図に描くのではなく、単独でこのことだけを表現してみてください)
当然Oの真上になるはずです。

ちなみに私は当初2つ目の答案のような解答をしようとしたのですが
計算が面倒そうだったので他に楽な方法はないかと探して
この方法にたどり着きました。

(2)直線とx軸のなす角度θとおくと∠OHC=θとなる理由が分かりません。図を描くととてもそうは見えませんが。

あ、すいません。∠HON=θの間違いです。
理由としては、「真上だから」もっと言うと
∠HON=π/2-∠NOM=∠MOR=θということです。

(3)Hとy軸の距離はtanθ/2は1/2tanθの間違いでは?

tanθ/2は(tanθ)/2のつもりでした。1/2tanθだと1/(2tanθ)に間違えやすいと思ってこのような書き方をしたのですが、
いずれにしても複数通りの読み方がありましたね(汗)
確実に間違いなく書くためには()をつける必要がありそうです。
混乱させてしまい申し訳ありません。

(4)>DH=(1-tanθ)/2より、4つの三角形は全て合同。

自分にはこれがどうしても理解できないな。DH=(1-tanθ)/2となるのもここから4つの三角形は全て合同につなげるのも話が飛躍しすぎてやいませんかい?

さて、この(4)が最大のポイントですよね?2つ目の答案のときにも書きましたが、

>(考え方 私が次に疑問に思ったのは2種類の三角形の相似比です。
これをθで表せたら、答えは出たも同然です。よって2種類の三角形の
辺の長さを求めることが次の目的になります)

2種類の三角形の辺の長さをどんどんθで表していきたいわけです。
まず三角形CFRの辺の長さについてですが、
RM=(tanθ)/2 より、CR=1/2-RM=(1-tanθ)/2 が得られます。
次に三角形DGHの辺の長さを求めようとします。
IH=(tanθ)/2より DH=1/2-IH=(1-tanθ)/2
より辺の長さが等しい。
2種類の三角形は相似でなおかつ対応する辺の長さが等しいので合同。

「三角形の面積をθだけで表せそうだ!」→
「2種類の三角形は相似なので、相似比がわかれば簡単に面積を出せる!」→
「相似比を出すために全ての辺の長さを求めてみよう」→
「たまたま合同だった、ラッキー!」→「後は計算するだけ」
という流れですね。


32286.Re: 線対称な五角形の面積
名前:ぱんだ    日付:5月22日(火) 2時20分
あ、

>(あ、あと2つ目のレスの答案はご理解いただけましたでしょうか?)

は、最初からみて2つ目ではなく、私の2つ目、つまり全体からみて
4番目のレスです


32293.Re: 線対称な五角形の面積
名前:恵日    日付:5月22日(火) 22時57分
To ぱんだ様 & ふにゃふにゃ様

返事が遅くなってしまって大変申し訳ありません。お二人方とも、大変貴重なアドバイスを、本当にどうもありがとうございます。

今はまだぱんだ様の解説を解読中です。とてもお詳しいのですが、私が図形が苦手なのと、本問がやや難し目であるためなかなか理解が進みません。また質問させていただきそうな雰囲気です・・・。


32296.Re: 線対称な五角形の面積
名前:ぱんだ    日付:5月23日(水) 2時15分
恵日さんへ
私の一つ目の解説は急いで書き込んだので
ふにゃふにゃさんが後で指摘されているように
間違いがいくつかありますのでご注意ください(汗)

2つ目の解説(全体から見て4番目の書き込み)のほうが考え方としてはハードルが低めなので、
やるならばこちらがお勧めです。
(計算はこちらのほうが面倒ではありますが)


32331.Re: 線対称な五角形の面積
名前:恵日    日付:5月25日(金) 14時45分
To ぱんだ様

ようやく解決しました。とても詳しく丁寧な解説、どうもありがとうございましm(__)m


32332.Re: 線対称な五角形の面積
名前:ぱんだ    日付:5月25日(金) 21時43分
お疲れ様でした。
今回の問題のように難しい問題を本番で解くのは無理だと思いますが、
練習でこの問題に取り組んだ場合、得るものは多いと思います。
ポイントになった考え方、大まかな解法などを意識してもらえると
他の問題に応用が効くと思います。


32334.Re: 線対称な五角形の面積
名前:恵日    日付:5月25日(金) 22時25分
To ぱんだ様

ご丁寧に、どうもありがとうございます^^

32246.展開図  
名前:Asuma    日付:5月18日(金) 0時46分
xyz空間において、x軸と平行な円柱面A={(x,y,z)|y^2+z^2=1,x,y,zは実数}から、y軸と平行な柱面B={(x,y,z)|x^2-√3xz+z^2=1/4,x,y,zは実数}により囲まれる部分を切り抜いた残りの図形をCとする。図形Cの展開図を描け。ただし(0,1,0)を通り、x軸と平行な直線に沿ってCを切り開くものとする。

どうやって解いたらいいのか全然分かりません。詳しく教えてください。お願いします。できれば展開図を付けていただけるとありがたいです。



32255.Re: 展開図
名前:ヒドロキシ    日付:5月19日(土) 3時35分
確か東京大学の問題。

y=cosθ,z=sinθ
としてみましょう。


32276.Re: 展開図
名前:ヨッシー    日付:5月21日(月) 15時53分
 x^2-√3xz+z^2=1/4
に、z=sinθ を代入して、
 x^2-√3xsinθ+(sin^2θ-1/4)=0
これをxについて解くと
 x={√3sinθ±√(1 - sin^2θ)}/2
よって、θとxの関係として
 x={√3sinθ+√(4 - 4sin^2θ)}/2
 x={√3sinθ−√(4 - 4sin^2θ)}/2
という2つの曲線が得られます。これをθ=0〜2π で描画したものが
展開図となります。

 

http://yosshy.sansu.org/

32245.おもしろい問題ですが・・・・  
名前:ryo    日付:5月17日(木) 22時45分
ある家と檻があり、両者は長さ2nメートルの直線道路で結ばれている。ただし、nは自然数である。今この家の猫が道路上のある場所にいる。この猫は一秒ごとに確率P(0<P<1)で道路上を家に向かって1メートルすすみ、1-Pで檻の中に向かって1メートルすすむ。そして檻の場所に着いたら、檻の中に入ってしまい、家には戻れないとする。
猫が家からkメートル(k=0,1,2,・・・・・,2n)離れた場所にいる状態から始めて、檻にはいることなく家に戻れる確率をakとする。
従ってa0=1,a2n=0である。
(1)k=1,2,3,・・・・,2n-1のとき ak-1,ak,ak+1の満たす関係を求めよ

(2)anを求め、lim(n→∞)an について調べよ。

よろしくお願いしますm(_ _)m



32252.Re: おもしろい問題ですが・・・・
名前:ぱんだ    日付:5月18日(金) 20時38分
これは破産の確率と呼ばれている問題ですね。
(1)は説明なくても大丈夫でしょうか?(大丈夫でない場合は
この問題を理解するのは今はあきらめた方がいいかもしれません)

k地点にいるとき、pの確率でk-1に、1-pの確率でk+1に移動するので
k地点にいるとき最終的に家に戻る確率a_kは、
pa_(k-1)+(1-p)a_(k+1)・・・@となります。

さて、(2)です。
@は隣接三項間の漸化式です。さくっと変形してください。

a_(k+1)-a_k=p(a_k-a_k-1)/1-p
a_(k+1)-pa_k/1-p=a_k-pa_(k-1)/1-p


さて、後はこれを解けばおしまいなわけですが、どうすればよいでしょうか?(しばらく考えてみてください)




今回一般項a_kを求めたいのです。そのためにはa_1とa_0がわかれば
よいわけです。しかし、今回a_0は既に与えられていますので
a_1を求めることが目標になります。
その際「pやnは単なる数字である」ということが大きなポイントに
なります。(あなたはいったい今何をしているのか?ということを
しっかり意識してください)

また、a_2nは既に0という値が与えられています。このことも利用
しなくてはなりません。そのために次のように変形します。

a_2n-a_(2n-1)=(a_1-a_0)(p/1-p)^2n-1
a_2n-pa_(2n-1)/1-p=a_1-pa_0/1-p

これにa_2n=0,a_0=1を代入して
-a_(2n-1)=(a_1-1)(p/1-p)^2n-1・・・A
-pa_(2n-1)/1-p=(a_1-p/1-p)・・・B

この連立方程式ABにおいて、未知数はa_(2n-1)とa_1です。
nやpなどは全て単なる数字なのですからこれはa_(2n-1)とa_1の
連立方程式ということになるわけです。
あとはこの連立方程式をとけばa_1がわかるので一般項がわかります。

32241.mの変化に応じて 円以外をも  
名前:川島    日付:5月17日(木) 18時51分
x^2+3*x^3-10*x^4-x*y+m*x^2*y-12*y^2+3*x*y^2-20*x^2*y^2+m*y^3-10*y^4=0
が二つの円を表すようにmを定め,その2円の交角を求めよ。
(求めたmを僅かに変えたときの 左辺=0 の 図も示していただけませんか)

32240.質問です  
名前:ryo    日付:5月17日(木) 18時42分
2種類の文字x,yを一列に並べるとき、同じ一続きの(1個でも良い)を連という
たとえば

xxyyyyxyy xxyyyxxyxx

前者はxの連が2個、yの連も2個で、連の総数は4個、後者はxの連が3個yの連が2個で連の総数は5個である。
いまm個の文字xとn個の文字yを無造作に一列に並べるとき、連の総数がk個(1<k<2n+2)である確率を求めよ。ただしm>nとする。

お願いします。



32243.Re: 質問です
名前:らすかる    日付:5月17日(木) 20時40分
x,yの並べ方は (m+n)Cn通り
連の総数がk個となるのは、

k=2p (pは自然数) のとき
m個のxをpグループに分け、n個のyをpグループに分けて
組合せれば良いが、組合せ方が2通りあるので
2×(m-1)C(p-1)×(n-1)C(p-1) 通り

k=2p+1 (pは自然数) のとき
m個のxをp+1グループに分け、n個のyをpグループに分けて組合せる方法と、
m個のxをpグループに分け、n個のyをp+1グループに分けて組合せる方法が
あるので、
(m-1)Cp×(n-1)C(p-1)+(m-1)C(p-1)×(n-1)Cp 通り

ただし、k=2n+1 のときは
m個のxをn+1グループに分け、n個のyをnグループに分けて組合せる方法
だけなので、(m-1)Cn 通り

よって求める確率は
kが偶数のとき
{2・(m-1)C(k/2-1)・(n-1)C(k/2-1)}/(m+n)Cn
kが2n未満の奇数のとき
{(m-1)C((k-1)/2)・(n-1)C((k-3)/2)+(m-1)C((k-3)/2)・(n-1)C((k-1)/2)}/(m+n)Cn
k=2n+1のとき
(m-1)Cn/(m+n)Cn

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32244.Re: 質問です
名前:ryo    日付:5月17日(木) 22時36分
ありがとうございます。助かりました。

32235.濃度の文章題です。  
名前:真希    日付:5月17日(木) 0時49分
中学校2年生です。
次の問題を教えてください!
『ソバのたれは普通食塩濃度が2.0%である。2倍に濃縮された液を使って250gのソバのたれを作るには、濃縮液を何グラム必要とするか。』
今日中に教えていただくと嬉しいです!!



32238.Re: 濃度の文章題です。
名前:らすかる    日付:5月17日(木) 16時17分
2倍に濃縮された液を還元するには、同量の水を加えます。
よって250gのたれを作るには250÷2=125gの濃縮液が必要です。

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32242.Re: 濃度の文章題です。
名前:mimi    日付:5月17日(木) 20時6分
250gの濃度2%のたれでは、食塩は250×2%=5gです。
2倍濃縮液(濃度4%)xgの中に食塩が5gになるようにするには、
x×4%=5gよりx=5g÷4%=125g必要です。
これに125gの水を加えれば、濃度は5÷250=2%となります。

32232.数直線  
名前:B45    日付:5月15日(火) 23時3分
(−4)×(+3)を数直線で表しなさいという宿題がでました。
答えは・・・−12ですよね?
早めに答えまってます。明日(AM6時)までなんで

32228.漸化式  
名前:けい 浪人    日付:5月15日(火) 20時0分
数列Anは、A1=1 ,A(n+1)=(k・Ak) を満たしている。
(1)Anをnの式で表せ。
(2)煤ok/A(k+1)}を求めよ。

という問題です。
(1)でn≧2の時An=n!/2と予想はできたんですが帰納法で証明がうまくできません。(1)と(2) どなたか教えて下さい。よろしくお願いします!



32233.Re: 漸化式
名前:wakky    日付:5月16日(水) 11時18分
(1)
A(n+1)=A(1)+2A(2)+・・・+(n-1)A(n-1)+nA(n)
A(n) =A(1)+2A(2)+・・・+(n-1)A(n-1)
よって
A(n+1)-A(n)=nA(n)より A(n+1)=(n+1)A(n)
従って、n≧2のとき
A(n)=nA(n-1)だから、帰納的に
A(n)=nA(n-1)=n(n-1)A(n-2)=・・・=n(n-1)(n-2)…2A(1)=n!
これは、n=1のときも成り立つ。
∴A(n)=n!…(答)
(2)
k/(k+1)!={1/k!}-{1/(k+1)!} だから
n項までの和だとすると
与式=(1/1!-1/2!)+(1/2!-1/3!)+…+(1/n!-1/(n+1)!)
=1-{1/(n+1)!}…(答)

32226.不等式  
名前:高1    日付:5月15日(火) 18時31分
Xについての不等式4(X−1)<3(X+a)を満たす最大の整数が5であるとき、定数aの値の範囲を求めなさい。

この問題の解き方がわかりません。どなたか詳しく教えてください。
お願いします。



32227.Re: 不等式
名前:ラディン.ms    日付:5月15日(火) 19時57分
4(X−1)<3(X+a)より X<3a+4
これを満たす最大の整数Xが5なので
  5<3a+4≦6 ∴ 1/3<a≦2/3
これがaの値の範囲である。


32229.Re: 不等式
名前:高1    日付:5月15日(火) 20時28分
ラディン.msさん 理解できました。
ありがとうございました。。

32218.反射していく光線の到達点  
名前:恵日    日付:5月14日(月) 5時12分
正3角形ABCの頂点Aから辺ABとのなす角がαの方向に、3角形の内部に向かって出発した光線を考える。ただし0°<α<60°とする。この光線は3角形の各辺で入射角と反射角が等しくなるように反射し、頂点に到達するとそこでとまるものとする。また、3角形の内部では光線は直進するものとする。さて、正の整数kを用いてtanα=(√3)/(6k+2)と表せるとき、この光線の到達する頂点を求め、またそこへ至るまでの反射の回数をkを用いて表せ。

「入射角と反射角が等しい」と言う条件を使って、反射後の直線を作っていくのかなと思って、A(0,0)、B(2,0)、C(√3,1)とおいて実際に試してみたのですが、三本目の直線を作ろうとした段階で、とても複雑な計算になってしまい、何の規則性も分りそうになく、挫折してしまいました。どうやって解くのか全然思いつきません。教えていただけないでしょうか。どうかよろしくお願いします。



32219.Re: 反射していく光線の到達点
名前:らすかる    日付:5月14日(月) 9時40分
光線を反射させて軌跡を追うのは大変ですので、逆に
光線を直進させて三角形を反射させると良いと思います。
正三角形ABCと辺BCで接する正三角形BA'Cを描き、
正三角形BA'Cと辺BA'で接する正三角形BC'A'を描き、…
のように下方向と左方向に三角形を増やしていくと、
光線の軌跡が直線で表せますね。

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32220.Re: 反射していく光線の到達点
名前:恵日    日付:5月14日(月) 16時40分
To らすかる様

解説ありがとうございます。でもちょっと難しいことをやっていらっしゃるようで、理解できないです。

>逆に光線を直進させて三角形を反射させると良いと思います。

ここのところですが、らすかる様がおっ屋手いることがよくわからないです。『三角形を反射させる』とはどういうことなのですか?なぜそんなことをしていいのでしょうか?大変すみませんが、もう少し解説を付け加えていただけないでしょうか。お願いします。


32221.Re: 反射していく光線の到達点
名前:らすかる    日付:5月14日(月) 17時10分
Original Size: 280 x 260, 5KB

辺BCで光線が反射 → 正三角形を辺BCに関して対称に移動すれば光線は直進
辺ABで光線が反射 → 正三角形を辺ABに関して対称に移動すれば光線は直進
のようになりますので、図のように正三角形を各辺で対称にコピーしていけば、
光線がどのように進むかが良くわかりますね。
図は、tanα=(√3)/7の場合の例です。

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32222.Re: 反射していく光線の到達点
名前:恵日    日付:5月15日(火) 8時14分
To らすかる様

解説ありがとうございます。ちょっと確認したいのですが(もしかしてすごく基本的かも・・・)、たとえば、

>辺BCで光線が反射 → 正三角形を辺BCに関して対称に移動すれば光線は直進

のところですが、辺BCで反射した直線は、辺BCに関して折り返すと、反射する前の直線の延長と一致するってことをおっしゃっていると思うのですが、これって当たり前のことですか?解説していただくまで全然気が付かなかったのですが。答案に書くとき、説明は必要ですか(どうやって説明すればいいかわかりませんが・・・)?


32223.Re: 反射していく光線の到達点
名前:恵日    日付:5月15日(火) 8時25分
あともう一個質問ですが、らすかる様のご用意してくださったtanα=(√3)/7の場合の図を見ていて思ったのですが、よほど正確に図を描かない限り点Cに到達することはわからないのですか?フリーハンドでここまで正確な図を描くことはとてもできそうにありません。試験場で考えるときって、どうやって考えたらいいのでしょうか。


32224.Re: 反射していく光線の到達点
名前:らすかる    日付:5月15日(火) 12時19分
Size: 112 x 186, 3KB

32222の回答

>辺BCで反射した直線は、辺BCに関して折り返すと、反射する前の直線の延長と一致
>するってことをおっしゃっていると思うのですが、これって当たり前のことですか?

はい、当然のことです。
光線が反射する場合、図で入射角と反射角が等しいことから、∠QPB=∠APCとなります。
このとき正三角形ABCをBCに関して対称に移動すれば∠RPB=∠QPBですから
∠RPB=∠APCとなり、Rは直線AP上にあることになりますね。

>答案に書くとき、説明は必要ですか?

必要ありません。問題がもし「RがAP上にあることを示せ」のようにその点を
直接問う問題であれば説明(というより証明)が必要ですが、今回の問題では
そこはポイントではありませんので、明らかなものとして問題ないと思います。

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32225.Re: 反射していく光線の到達点
名前:らすかる    日付:5月15日(火) 12時38分
Original Size: 280 x 260, 6KB

32223の回答

>よほど正確に図を描かない限り点Cに到達することはわからないのですか?

Cに到達することは、図でわかるのではありません。計算でわかります。
この図の例では、tanα=tan∠RPQ=√3/7 であり、
tan∠SPR=tan(30°-∠RPQ)=(tan30°-tan∠RPQ)/(1+tan30°・tan∠RPQ)
={(1/√3)-(√3/7)}/{1+(1/√3)(√3/7)}=√3/6
となります。
例えば△ABCの一辺を2とすると、高さは√3ですから、光線がAから下方向に
n段分=(√3)n 進むと左方向には (√3)n・tan∠SPR=n/2 進みます。すると、
下に1段進んだとき → 左に1/2 → 頂点ではない
下に2段進んだとき → 左に1 → 頂点ではない
下に3段進んだとき → 左に3/2 → 頂点ではない
下に4段進んだとき → 左に2 → 頂点C
のようになり、頂点Cに到達することがわかります。
この考え方を元の問題に当てはめてみれば、回答にたどりつけるかと思います。

http://www10.plala.or.jp/rascalhp



32236.Re: 反射していく光線の到達点
名前:恵日    日付:5月17日(木) 8時38分
To らすかる様

とても詳しい解説、ありがとうございました。問題の考え方は理解できたと思います。

らすかる様のように考えると、tan∠RPQ=(√3)/(6k+2)のときは、tan∠SPR=(6k-1)/(√3)(6k+3)となると思います。光線が下にn段進むと、左には(√3)ntan∠SPR=n(6k-1)/(6k+3)進みます。光線がどこかの頂点に到達するためには、(√3)ntan∠SPR=n(6k-1)/(6k+3)が偶数でなければならないような感じがしますので、これが最小の偶数になるのは、n=2(6k+3)のときだと思います。

ここからまたわからなくなってしまったのですが、下に2(6k+3)段、左に2(6k-1)進んだときはどこの頂点に到達するのでしょうか。それと反射の回数は、横切る正三角形の本数を数えればよいと思いますが、下に移動した分と左に移動した分の合計、2(6k+3)+2(6k-1)=24k+4回でいいのでしょうか。

もう少しだけ解説をしていただけないでしょうか。どうかお願いします。


32237.Re: 反射していく光線の到達点
名前:らすかる    日付:5月17日(木) 10時6分
>左には(√3)ntan∠SPR=n(6k-1)/(6k+3)進みます。

ここまではいいですね。その後も、かなりいい線までいってます。

>光線がどこかの頂点に到達するためには、n(6k-1)/(6k+3)が偶数でなければならない

図を見るとわかるように、頂点に達するのは
 「nが偶数」かつ「n(6k-1)/(6k+3)が偶数」
または
 「nが奇数」かつ「n(6k-1)/(6k+3)が奇数」
のいずれかの場合です。
6k-1と6k+3は互いに素なので、n(6k-1)/(6k+3)が整数になるための最小のnは
6k+3であり、そのときn=6k+3は奇数、n(6k-1)/(6k+3)=6k-1も奇数ですから、
n=6k+3のときに頂点に達しますね。

どの頂点に達するかは、図をもう少し下に広く作るとわかりやすいですが、
緑の線PS上にはAだけが並び、そこから左に1平行移動した直線上にはBだけが並び、
その次はC、のように、左に進む距離で頂点が自動的に決まっています。
 左に1→B
 左に2→C
 左に3→A
 左に4→B
 左に5→C
 左に6→A
 ・・・
ところで、左に進む距離6k-1は3の倍数-1ですから、到達する頂点はkによらず
Cになることがわかりますね。

>反射の回数は、横切る正三角形の本数を数えればよい

そうですね。
横切る横線の本数は、n段の間の本数ですからn-1本ですね。
横切る斜線の本数は、n段下に進むうちで最上段と最下段では横切らず、
間のn-2段では必ず1本ずつ横切りますので、n-2本となります。
合わせて2n-3本ですから、2(6k+3)-3=12k+3本となりますね。

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32247.Re: 反射していく光線の到達点
名前:恵日    日付:5月18日(金) 6時53分
To らすかる様

大変詳しい解説ありがとうございます。あともう少しって感じです。


>図を見るとわかるように、頂点に達するのは
 「nが偶数」かつ「n(6k-1)/(6k+3)が偶数」
または
 「nが奇数」かつ「n(6k-1)/(6k+3)が奇数」
のいずれかの場合です。

私の勘違いだと思うのですが、「n(6k-1)/(6k+3)が奇数」の場合にもどこかの頂点に達し得るというのがちょっとわかりません。三角形の一辺を2としているので、左には必ず偶数分進まなければならないような気がします。なぜ「n(6k-1)/(6k+3)」が奇数のときもどこかの頂点に達し得るのでしょうか?

>横切る斜線の本数は、n段下に進むうちで最上段と最下段では横切らず、
間のn-2段では必ず1本ずつ横切りますので、n-2本となります。

最後のここのところも読み取れませんでした。斜線とはA(P)Cに平行な直線のこと(でよろしいでしょうか?)だと思いますが、でも「最上段と最下段」がどこのことを指しているのかがちょっとわかりません。

もう少しだけ解説をしていただけないでしょうか。どうかお願いします。


32249.Re: 反射していく光線の到達点
名前:らすかる    日付:5月18日(金) 10時26分
>「n(6k-1)/(6k+3)が奇数」の場合にもどこかの頂点に達し得る

Pから1段下に進んだところは辺BCの中点ですから、そこから左に1進めば
頂点Bに到達しますね。
また、3段下に進んだところもまた辺の中点であり、そこから左に1進めば
頂点、2進むと中点、3進むと頂点のようになっていますね。
つまり、奇数段下に進んだところは必ず辺の中点ですから、そこから
左に進んで頂点に達するための距離は (辺の長さの半分)+(辺の長さ)×k=奇数
ということになりますね。

>斜線とはA(P)Cに平行な直線のこと(でよろしいでしょうか?)だと思いますが

「斜線」は、「横線」でない直線、つまりPCに平行な直線とPBに平行な直線の
両方のことです。上の図ではたまたま「PCに平行な直線」しか横切っていませんが、
もしαが微妙に大きければ、最後にRに到達せずにRよりやや右を通過しますので、
Rの上の辺BCを横切りますね。
Pから、最初に横線(=辺BC)に到達するまでの間では、他の線は横切りませんよね。
そして、最初に横線に達してから次の横線までの間で、必ず斜線(対称移動された
辺AB)を横切ります。
その後も、横線から次の横線までの間に斜線を必ず1回ずつ横切り、最後の1段つまり
頂点に到達するときは横切らずに終わります。
従って、全部でn段下に進むうち、最初と最後の1段ずつは斜線を横切らず、
間の段では必ず1本ずつ横切りますので、横切る斜線の本数はn-2本となりますね。

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32250.Re: 反射していく光線の到達点
名前:恵日    日付:5月18日(金) 11時58分
To らすかる様

最後までご丁寧に、どうもありがとうございました。おかげさまでやっと解決しました。m(__)m

32217.体積  
名前:ルル    日付:5月14日(月) 1時15分
放物線y=x^2をy軸の周りに回転してできる曲面があり、y軸が水平面に垂直でy軸の正の部分が上方にあるようにおいてある。その曲面の中に半径r(r1/2)の球を落とし込む。このときこの回転面と球面とで囲まれた部分の体積を求めよ。

どうやって考えて解けばいいのか全然わかりませんでした。この問題を詳しく教えてください。お願いします。

32211.内接について  
名前:    日付:5月13日(日) 23時46分
宜しくお願い致します。

正三角形に内接する円は、
正三角形の一辺の長さがn倍になると、
内接円の半径もn倍になりますが、
これは
全ての正多角形にも言える事ですか?



32212.Re: 内接について
名前:angel    日付:5月13日(日) 23時59分
そうなりますね。
相似比 1:n の相似形と考えることができるでしょう。


32213.Re: 内接について
名前:    日付:5月14日(月) 0時12分
angelさん 
有り難うございました。

すると
正多角形でない多角形でも
同じですか?

それと
内接する円だけでなく
外接する円も同じように考えて良いのですか?


32215.Re: 内接について
名前:angel    日付:5月14日(月) 0時25分
はい。
いずれも相似という観点では同じですから。


32216.Re: 内接について
名前:    日付:5月14日(月) 0時27分
angelさん
こんなに速く、有り難うございました。

32209.三角関数  
名前:ERI 高3    日付:5月13日(日) 20時39分
与えられた実数aに対して、方程式 cos2x-sinx=a (0≦x<2π)・・・@
の解が4個存在するのは(ウ)<a<(エ)のときである。また、a=(オ)のときに限り、@の解は3個存在する。

(ウ)〜(オ)を答えよ。

答えは
(ウ)0 (エ)9/8 (オ)0 になるそうですが、導き方が分かりません。
どうかよろしくお願いします。



32210.Re: 三角関数
名前:angel    日付:5月13日(日) 21時51分
理系ならば、微分して導関数を求め、極値および増減を調べてグラフを描くのが楽でしょう。
y=cos2x-sinx のグラフと y=a のグラフの共有点が何個できるか、aの値を変えながら ( y=a のグラフをずらしながら ) 調べることになります。

極値を調べるにあたり、sinx=-1/4 なる x の値を調べる必要がありますが、具体的な値はいらないので、sinα=1/4 となるようなα(0<α<π/2)を置いてしまえば済みます。 ( x=π+α, 2π-α の時、sinx=-1/4 )

微分を使わない/使えないならば、cosの倍角を使って2次方程式の形にもっていきます。今回は cos2x=1-2(sinx)^2 で。
t=sinx と置いた場合、1-2t^2-t=a という2次方程式になります。
2次方程式の解として、t の値は 0個〜2個
t=sinx の解として、xの値は t に応じて 0個〜2個
これにより、方程式全体として、解xが4個存在するのは、
 ・1-2t^2-t=a が2個の実数解tを持ち
 ・かつ、その2個のt に対し、t=sinx がそれぞれ2個の実数解xを持つ
ということになります。
で、t=sinx が2個の実数解を持つには、-1<t<1 が必要十分ですから、まとめると
 ○2次方程式 1-2t^2-t=a が -1<t<1 なる2実数解を持つ
が最終的な条件。
なお、解が3個ということであれば、
 ○2次方程式 1-2t^2-t=a が -1<t<1 なる実数解と、t=1 または t=-1 どちらかの実数解を持つ
となります。確認してみてください。


32328.Re: 三角関数
名前:ERI 高3    日付:5月25日(金) 0時15分
お礼言い忘れていました!!!すみません。
どうもありがとうございました!

32200.軌跡  
名前:小宮賢太    日付:5月11日(金) 23時12分
点A(0,2)を通る直線lと曲線y=2x^2との交点をP,Qとし、線分P,Qの中点をRとする。直線lがAを通るすべての直線(ただしy軸は除く)を動くとき、点Rを軌跡の方程式を求めよ。

                      (東北学院大)



32201.自分の解答では・・・
名前:小宮賢太    日付:5月11日(金) 23時21分
条件より直線lを y=ax+2とおくと
  y=2x^2より点Aを通る直線の方程式は
     2x^2-ax-2=0
この解をα、βとおくと


上に記述したところまででわからなくなりました。
解答はどうなりますか?


32202.Re: 軌跡
名前:ヨッシー    日付:5月12日(土) 0時42分
そこまでは問題ないですね。
 2x^2-ax-2=0
の解をα、βとおくと、P,Qの座標は
 (α, 2α^2), (β, 2β^2)
となり、Rの座標は((α+β)/2, α^2+β^2) と書けます。
解と係数の関係より、
 α+β=a/2, αβ=-1
 α^2+β^2=(α+β)^2−2αβ=a^2/4+2
よって、Rの座標は (a/4, a^2/4+2) と書けます。
 x=a/4, y=a^2/4+2
とおいて、aを消去すると
 y=4x^2+2
となります。a がすべての実数を取ると、xもすべての実数を取るので、
xの定義域は実数全体です。

さらに、y=ax+2 では表せない、x=0 について考えると、
y=2x^2 との交点は、1点だけなので、これは考慮しなくて良い。
 

http://yosshy.sansu.org/

32198.物理ですが…  
名前:とも(大1)    日付:5月11日(金) 18時45分
質量mの小球を初速V_0で水平に投射する。
最初に小球を投射した水平方向をX軸正方向、鉛直下向きをY軸正方向とする。
投射の瞬間の時刻を0とし、時刻tには、小球の速さはVで、速度ベクトルはX軸正方向と角θを成している。また、小球には速度ベクトルと反対の向きにkVの空気抵抗がかかる。
このとき、小球のX、Y成分についてそれぞれ運動方程式を立て、それを解け。
ただし、重力加速度はgとする。
 
ながくなりましたがお願いしますm(_ _)m



32206.Re: 物理ですが…
名前:サボテン    日付:5月12日(土) 13時56分
時刻tの速度ベクトルを(u,v)とします。
'をtの微分とすると、運動方程式は

mu'=-ku
mv'=-kv+mg
これをとくと、k/m=Kとして、

u=V_0exp(-Kt)
v=g/K[1-exp(-Kt)]

となります。


32207.Re: 物理ですが…
名前:    日付:5月12日(土) 14時24分
時刻tでの速度成分をV=(V[x],V[y])とすれば、
運動方程式は、
mdV[x]/dt=-kV[x] 、mdV[y]/dt=mg-kV[y]
これを、t=0での初期条件V[x]=V[0]、V[y]=0の元で解けば、
V[x]=v[0]e^(-kt/m) 、V[y]=(mg/k)(1-e^(-kt/m))
さらにt=0での初期条件x=y=0で解けば、
x=(mV[0]/k)(1- e^(-kt/m)) , y=(m^2g/k^2)(e^(-kt/m)-1+kt/m)

一応これで終わりだと思います(θ?)。
もし、軌跡が必要ならxのほうからt単体で書けるので、
そのtをyのほうに代入すればよい。

当然のことながら、小球はt→∞で考えると、x方向mV[0]/k寸前まで行って
x方向の速度はほとんど失い、最終的には鉛直方向に一定速度
g/kで落下することとなる。


32248.Re: 物理ですが…
名前:とも    日付:5月18日(金) 8時48分
遅れました(>_<)
ありがとうございます!!

32188.連続の問題  
名前:まこ(大学2年)    日付:5月11日(金) 15時3分
「f(x,y)=sin(x^2+y^2)が連続であるかどうかを調べよ。」

という問題がわかりません。
連続の定義を使って書こうと思っても途中で詰まってしまいます。

どなたかよろしければ教えてください。
お願いします。



32197.Re: 連続の問題
名前:ヒドロキシ    日付:5月11日(金) 18時42分
|sinx|≦|x| (∀x) を使う。
∀ε>0に対して、δ=min{ε,1}/(1+2|a|+2|b|)ととると、
∀(x,y):√((x-a)^2+(y-b)^2)<δ に対して、
|sin(x^2+y^2)-sin(a^2+b^2)|
=2|cos((x^2+a^2+y^2+b^2)/2)||sin((x^2-a^2+y^2-a^2)/2)|
≦2*1*|sin((x^2-a^2+y^2-b^2)/2)|
=2|sin((x^2-a^2+y^2-b^2)/2)|≦|x^2-a^2+y^2-b^2|
=|(x-a)^2+(y-b)^2+2ax-2a^2+2by-2b^2|
≦((x-a)^2+(y-b)^2)+2|a||x-a|+2|b||y-b|
≦((x-a)^2+(y-b)^2)+2|a|√((x-a)^2+(y-b)^2)+2|b|√((x-a)^2+(y-b)^2)
=((x-a)^2+(y-b)^2)+2(|a|+|b|)√((x-a)^2+(y-b)^2)
<δ^2+2(|a|+|b|)δ≦ε
となり、連続。

32187.一葉双曲面の方程式  
名前:haru    日付:5月11日(金) 12時59分
よろしくお願いします。
サイトを調べてもよくわからないのですが、一葉双曲面の方程式がなぜ、x^2/a^2+y^2/b^2−z^2/c^2=1になるのか、わかりましたら教えてください。もしくは、その導き方について書かれている本がありましたら教えてください。



32190.Re: 一葉双曲面の方程式
名前:ヨッシー    日付:5月11日(金) 16時46分
こういう定義的な疑問は、答えるのが難しいですね。

我々は、円とか球というものはイメージとして持っていますから、
中心からの距離が等しいなどの性質を表す式を作ることや、正しさを
吟味することは出来ますが、一葉双曲面というものは、あまり知らないわけです。

こんな式では、一葉双曲面の○○○な性質が表現できてないじゃないか!
というような疑問なら、答えやすいのですが、なぜこれが一葉双曲面の
式なのかといわれても、そうとしか言いようがないです。

逆に聞きますが、一葉双曲面の性質って何ですか?
この式から読み取れることとしては、
 x軸やy軸に垂直な平面で切ると、切り口は双曲線になる。
 z軸に垂直な平面で切ると、切り口は楕円になる。
ぐらいでしょうか。
 

http://yosshy.sansu.org/


32204.Re: 一葉双曲面の方程式
名前:haru    日付:5月12日(土) 8時28分
回答ありがとうございました。
サイトを見たところ、何かありそうなので、また調べてみます。

32185.連続ですいません・・・  
名前:かな 高3    日付:5月11日(金) 0時7分
Original Size: 434 x 57, 4KB

定積分をもちいて、極限値をもとめよ。

よろしくおねがいします。



32186.Re: 連続ですいません・・・
名前:ヨッシー    日付:5月11日(金) 11時3分
一般に
 lim(n→∞)Σ(k=1〜n)(1/n)f(k/n)=∫(0〜1)f(x)dx
と書けます。
 {1/(n^2+1^2)+2/(n^2+2^2)+…+n/(n^2+n^2)}
 ={1/n^2(1+(1/n)^2)+2/n^2(1+(2/n)^2)+…+n/n^2(1+(n/n)^2)}
 =(1/n){(1/n)/(1+(1/n)^2)+(2/n)/(1+(2/n)^2)+…+(n/n)/(1+(n/n)^2)}
と書けるので、
 f(x)=x/(1+x^2)
とおくと、上の式が使えます。
 ∫(0〜1)x/(1+x^2)dx=(1/2)[log(1+x^2)](0〜1)=(1/2)log2
 

http://yosshy.sansu.org/


32231.Re: 連続ですいません・・・
名前:かな 高3    日付:5月15日(火) 21時10分
↓同様、返信おくれてすいませんでした;;
わざわざありがとうございます!

32184.数V 定積分  
名前:かな 高3    日付:5月10日(木) 23時54分
f(x)=∫[1,x](2-t)logt dt (1≦x≦e)
の、最大値、最小値を求めよ。


よろしくおねがいします



32195.Re: 数V 定積分
名前:ヨッシー    日付:5月11日(金) 17時42分
まず、
 f'(x)=(2-x)logx
であることは、すぐわかります。よって、 1≦x≦e における増減は
 x=1 (単調増) x=2 で極大 (単調減) x=e
となります。一方、部分積分により
 ∫(2-t)logtdt = ∫(2t-t^2/2)'logtdt
  = (2t-t^2/2)logt - ∫(2t-t^2/2)(1/t)dt
  = (2t-t^2/2)logt - (2t - t^2/4)
より 1〜x で定積分を計算すると、
 ∫[1,x](2-t)logtdt = (2x-x^2/2)logx - (2x - x^2/4) + 7/4
よって、
 f(1) = 0
 f(2) = 2log(2) - 3 + 7/4 = 2log(2) - 5/4 ・・・最大値
 f(e) = (2e - e^2/2) - (2e - e^2/4) + 7/4
   = - e^2/4 + 7/4
 e>2.7, e^2>2.7^2=7.29 より、
 f(e)<0 となり、最小値は - e^2/4 + 7/4
 

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32230.Re: 数V 定積分
名前:かな 高3    日付:5月15日(火) 21時9分
返信遅れてすいません。
どうもありがとうございました!わかりました。

32183.整式  
名前:のんかる    日付:5月10日(木) 23時35分
@ 整式x^15+1をx^2+x+1で割ったときの余りを求めよ。
A 二次方程式x^2+3x+8=0の解をa,bとするとき、
  (i) a^2+ab+b^2の値を求めよ。
  (ii) a^4+21bの値を求めよ。
B cを定数とするxの二次方程式x^2-cx-c=0の2つの解a,bがa-b=2iを満たすとき、
  (i) cの値を求めよ。
  (ii) a+b^2とa^2+bを解に持つ二次方程式を求めよ。

何卒よろしくお願いいたします。



32191.Re: 整式
名前:ヨッシー    日付:5月11日(金) 17時0分
(1)
(x-1)(x^2+x+1)=x^3−1
なので、x^3=Xとおくと、
 x^15+1=X^5+1
と書けます。f(X)=X^5+1 とおくと、f(1)=2 より、
f(X) は X-1 で割ると、2あまります。つまり、
 f(X)=(X-1)g(X)+2
と書けます。すると、
 f(X)=X^5+1=x^15+1=(X-1)g(X)+2
  =(x^3-1)g(x^3)+2=(x-1)(x^2+x+1)g(x^3)+2
となり、x^15+1=(x^2+x+1)h(x)+2 と書けて、余りは2となります。
 
 

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32193.Re: 整式
名前:ヨッシー    日付:5月11日(金) 17時21分
(2)
解と係数の関係より
 a+b=-3, ab=8
(i) a^2+ab+b^2 = (a+b)^2 - ab = 9-8 = 1

(ii) a^4+21b は、
問題に間違いがないと確認できれば、改めて解きます。

(3)
解と係数の関係より
 a+b=c, ab=-c
a-b=2i と a+b=c より、a=c/2 + i, b=c/2 - i
 ab=c^2/4 + 1 = -c
より、
 c^2 + 4c + 4 = 0
 (c+2)^2=0
 c=-2

a+b^2とa^2+b において、
和:a+b + a^2+b^2 = (a+b) + (a+b)^2 -2ab = c + c^2 +2c = -2
積:(a+b^2)(a^2+b)=a^3+ab+a^2b^2+b^3
  =(a+b)^3-3ab(a+b) + ab + (ab)^2
  =c^3 +3c^2 -c + c^2 (以下略)
 

http://yosshy.sansu.org/


32203.Re: 整式
名前:    日付:5月12日(土) 8時47分
(2) (A) に関して

a^2+3a+8=0よりa^2=-(3a+8)
よって、
a^4=(3a+8)^2=9a^2+48a+64
=-9(3a+8)+48a+64=21a-8
∴a^4+21b=21(a+b)-8=-63-8=-71

32177.図形と軽量  
名前:小宮賢太    日付:5月10日(木) 22時9分
Original Size: 240 x 320, 26KB

図のような1辺の長さ12の立方体がある。頂点Aおよび辺上の2点B,Cを通る平面αで立方体を切るとき、次の問いに答えよ。
(1)cos∠BACの値を求めよ。
(2)三角形ABCの面積を求めよ。
(3)切り口の面積を求めよ。



32180.Re: 図形と軽量
名前:ヨッシー    日付:5月10日(木) 23時25分
BやCの位置についての情報は何もありませんか?
頂点からどれだけとか、辺を何対何に内分するとか。
 

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32181.Re: 図形と軽量
名前:小宮賢太    日付:5月10日(木) 23時28分
BB’とCC’の長さは9です。  すみません書き込みし忘れました。


32189.Re: 図形と軽量
名前:ヨッシー    日付:5月11日(金) 15時50分

図のように記号を付けます。
また、BFはACと平行、CFはABと平行になっています。

△ABB'と△ACC'はともに、3辺が9,12,15の直角三角形です。
 BG=12−9=3
であり、△BGEと△CC'A は相似なので、
 GE=4,BE=5
となります。同様に
 CH=3,HD=4,DC=5
となります。

(1)△ABCにおいて、AB=AC=15、BC=12√2 であるので、
余弦定理より、
 cos∠BAC={15^2+15^2−(12√2)^2}/(2・15・15)=162/450=9/25

(2)同時に sin∠BAC=4√34/25 が求まります。
△ABC=(1/2)AB・ACsin∠BAC=450√34/25=18√34

(3)
切り口は
ひし形ABFCから△DEFを引けば出ます。
 

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32192.Re: 図形と軽量
名前:小宮賢太    日付:5月11日(金) 17時15分
(3)で三角形ABCと台形CBEDで求めるとしたらどうなりますか?


32196.Re: 図形と軽量
名前:ヨッシー    日付:5月11日(金) 17時54分
元をたどれば、ひし形から求めるのと、同じ情報を使うのですが、
△ABC=18√34 まで求まったとして、
三角形が底辺BC=a、高さをhとすると
台形CBED は、
 下底a、上底(2/3)a、高さh/3
であるので、
 (5/3)a×(h/3)÷2=5/18ah
これは、△ABCの面積ah/2 の(5/9)倍である。
よって、
 台形CBED=10√34
よって切り口は、18√34+10√34=28√34
となります。

もちろん、底辺や高さを実際の数値で出していっても求められます。
 

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32199.Re: 図形と軽量
名前:小宮賢太    日付:5月11日(金) 22時35分
ありがとうございました!!

32176.(untitled)  
名前:よぅすけ    日付:5月10日(木) 21時47分
返信遅くなりました。
すいませんでした。


32103の(2)の図の意味がよくわからないのですが…
何を示しているのですか?



32179.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月10日(木) 23時23分
1から7までの掛け算の表の数(7×7のマスになります)を、
 2^x・(奇数)
のxに値に置き換えたものです。
 

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32171.反射  
名前:ラディン.ms    日付:5月10日(木) 17時0分
次の問題がわかりません。

 長方形ABCDの辺AB上の点Pから発した光がBC上の点Q,CD上の点R,DA上の点Sで反射して線分PB上の点Tに達した。
 AB=6,BQ=2,PT=1,AP=a(0<a<5)とするとき
(1)BCの長さをaで表せ。
(2)PQとSTの交点をXとするとき,四角形QRSXの面積をaで表せ。

(1)は答えが12/(6-a)と出たのですが,合っているでしょうか?
(2)はほとんどわかりません。方針としては周りの三角形の面積を引けばよいのでしょうか?



32173.Re: 反射
名前:ヨッシー    日付:5月10日(木) 17時31分

(1)
反射させる代わりに、四角形ABCDを次々と対称移動させて、
PからTまで直線で結ぶと、途中の辺と交わるところが
Q,R,S(の対称移動した点)になります。
上の図の△PTT' と △PQB が相似であるから、
 PT':TT'=PB:QB
ここで、BC=x とおくと、
 PT'=13、TT'=2x、PB=6−a、QB=2
より、x=13/(1-a) となります。

(2)

(1)の結果からわかる辺の長さを記入すると、上のようになります。
四角形QRSXは、△QRSの2倍ですから、
台形QCDSから、△QRC、△DRS を引いて2倍すれば出ます。
 

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32174.Re: 反射
名前:ラディン.ms    日付:5月10日(木) 18時9分
素早い対応ありがとうございます!
早速計算してみます!


32175.Re: 反射
名前:ラディン.ms    日付:5月10日(木) 19時43分
> PT':TT'=PB:QB
> ここで、BC=x とおくと、
>  PT'=13、TT'=2x、PB=6−a、QB=2
> より、x=13/(1-a) となります。
13/(6-a)にしかならないんですが……


32178.Re: 反射
名前:ヨッシー    日付:5月10日(木) 23時19分
あぁ、分母は6-a です。
失礼しました。

図に書き込んだ数値はあっていると思います。
 

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32194.Re: 反射
名前:ラディン.ms    日付:5月11日(金) 17時23分
訂正有難うございます。

32163.問題  
名前:のんかる    日付:5月9日(水) 23時30分
@ x=(1+√5)/2のとき1/x+1/x^2+1/x^3の値を求めよ。

A (x+y)/z=(y+2z)/x=(z-x)/yのとき、この式の値を求めよ。

B nを自然数とするとき、3006^n-2171^n+1319^n-150^nは2004で割り切れることを示せ。

問題数が多いですがお願いいたします。



32167.Re: 問題
名前:ヨッシー    日付:5月10日(木) 0時57分
(1)
1/x=2/(1+√5)=2(1−√5)/(1+√5)(1−√5)
  =(√5−1)/2
1/x^2={(√5−1)/2}^2=(3−√5)/2
1/x^3=(√5−1)/2×(3−√5)/2=(4√5−8)/4=√5−2

よって、
 1/x+1/x^2+1/x^3=(√5−1)/2+(3−√5)/2+(√5−2)
  =√5−1
 

http://yosshy.sansu.org/


32168.Re: 問題
名前:みっちぃ    日付:5月10日(木) 1時17分
@ y=1/x=2/(1+√5)=(-1+√5)/2 とすると,求めるのはy^3+y^2+y。

今,y=(-1+√5)/2を解に持つ2次方程式は,どんな方法でもいいですがy^2+y-1=0で与えられるので,
y^2+y=1,すなわちy^3+y^2=yなので,y^3+y^2+y=2y=-1+√5。


A(x+y)/z=(y+2z)/x=(z-x)/y=kとすると
x+y=kz …T
y+2z=kx …U
z-x=ky …V

を,地道に1文字ずつ消去。
Ty=kz-xをVに代入:(1-k^2)z=(1-k)x より,(1-k){(1+k)z-x}=0 …W
Ty=kz-xをUに代入:(k+2)z=(k+1)x …X

Wより,k=1またはx=(1+k)z。
i)x=(1+k)zのとき,これをXに代入。
(k+2)z=(k+1)^2*z ⇔ (k^2+k-1)z=0

よって,k=(1±√5)/2 またはz=0。
z=0は,元の式が分母=zのものを含むので不可。
k=1,(1±√5)/2。


B2004=2^2*3*167と素因数分解されるので,与式が2^2,3,167でそれぞれ割り切れることを示せばよい。
このときに,a^n-b^n=(a-b)*Nの形で表せることを利用します。
(ちなみに,N=a^{n-1}+a^{n-2}*b +… +b^{n-1})


・2^2*3
3006^n-2171^n+1319^n-150^n =(3006^n-150^n)-(2171^n-1319^n)=2856*N1 - 852*N2で,
2856=12*238,852=12*71なので,2^2*3で割り切れる。

・167
3006^n-2171^n+1319^n-150^n =3006^n-2171^n+(1319^n-150^n)=3006^n-2171^n+1169*N4で,
3006=167*18,2171=167*13,1169=167*7なので,167で割り切れる。

従って,2004=2^2*3*167で割り切れる。


32169.Re: 問題
名前:らすかる    日付:5月10日(木) 4時35分
(1)別解
x=(1+√5)/2
2x-1=√5
x^2-x-1=0
x^2=x+1 … (1)
x≠0なので、(1)の両辺をx^3で割ると 1/x=1/x^2+1/x^3 … (2)
また(1)から x=1+1/x なので 1/x=x-1 … (3)
(2)(3)から
1/x+1/x^2+1/x^3 = 1/x+1/x = 2/x = 2(x-1) = 2x-2 = 1+√5-2 = √5-1

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32182.Re: 問題
名前:nm    日付:5月10日(木) 23時29分
ありがとうございました。

32160.複素数  
名前:のんかる    日付:5月9日(水) 21時37分
α=cos60°+isin60°とする。n,mが整数全体を動くとき、
z=n+mα
の形の複素数について、次の問いに答えよ。
@ |z|^2をnとmの式で表せ。
A |z|≦4となるような正の整数の組(n,m)をすべて求めよ。
B |z|≦4となるような整数の組(n,m)をすべて求めよ。

何卒よろしくお願いいたします。



32165.Re: 複素数
名前:みっちぃ    日付:5月9日(水) 23時56分
@zの共役な複素数をz~とすると|z|^2=z*z~で表せるので,それを使えば一瞬。
本当は,共役な複素数は現行の教科書からは外れてるんですが,|z|を扱うのであれば知っていますよね??

z=n+m{1/2 +(√3/2)i}=(2n+m)/2 +(m√3/2)i,z~=(2n+m)/2 -(m√3/2)i
なので,|z|^2=(2n+m)^2/4 +3m^2/4 =n^2+m^2。

A|z|≦4 ⇔ |z|^2=n^2+m^2≦16なので,これを満たす正の整数の組は,全部探せば終わり。
(m,n)=(1,1)(1,2)(2,1)(2,2)(1,3)(3,1)(2,3)(3,2)の合わせて7個。

BA|z|≦4 ⇔ |z|^2=n^2+m^2≦16なので,これを満たす整数の組は,いろいろあります。

まずは,Aの符号入れ替え。
(m,n)=(±1,±1)(±1,±2)(±2,±1)(±2,±2)(±1,±3)(±3,±1)(±2,±3)(±3,±2) (複号任意)の計28個。
(複号任意で(±2,±1)とは(2,1)(2,-1)(-2,1)(-2,-1)の4つ全ての意味)

で,どちらかが0になるもの。
(m,n)=(0,0)(±1,0)(0,±1)(±2,0)(0,±2)(±3,0)(0,±3)(±4,0)(0,±4)の計9個。

合わせて37個。


32166.Re: 複素数
名前:みっちぃ    日付:5月9日(水) 23時58分
↑個数が違う!!すんません。

Aの答えは8個です。

だから,Bの答えは32+9=41個です。

32159.高1:平面図形  
名前:かな    日付:5月9日(水) 21時37分
(1)△ABCにおいて、AB=9,BC=8,CA=3tosuru.∠BACの二等分線が辺BCと交わる点をDとする時DC/BDは[ア/イ]であるから、BD=[ウ]である。

また、辺BAをAの側に延長して半直線AEを引き、∠CAEの二等分線が辺BCの延長と交わる点をFとする時、/=[エ/オ]であるから、CF=[カ]である。

というア〜カにあ てはまるものを求める問題です。
よろしくお願いします。



32164.Re: 高1:平面図形
名前:教えたがり屋    日付:5月9日(水) 23時48分
(1)のような角の二等分線があるとき
 AB:AC=BD:DC  が成り立ちます。・・・これは便利なので覚えて
おくといいでしょう。

一応証明例を書いておきます。
  半直線 AE上に AC=AG なる点Gをとります。
  AC=AG より ∠AGC=(180度−∠GAC)/2
  ∠BAD=∠BAC/2=(180度−∠GAC)/2
 よって ∠AGC=∠BAD   ∴ADとGCは平行
 したがって AB:AC=AB:AG =BD:DC  

外角の二等分線があるときは、下記のように考えると
 BC:CF=(AB−AC):AC  ・・・・が成り立つでしょう。

 線分AB上にAC=AH なる点H をとると
 ∠EAF=(180度−∠BAC)/2=∠AHC 
 ・・・・・・
あとは 自分で確認してみてください。

32158.宿題なんですけど  
名前:麻奈(高3)    日付:5月9日(水) 20時54分
1≦X≦4における2次関数 Y=ax^2ー4ax+bの最大値が12
最小値が4であるとき、定数a,bの値を求めよ。

って問題なんですけど、さっぱりわかりません。教えてください



32161.Re: 宿題なんですけど
名前:たまたま見ました    日付:5月9日(水) 22時20分
与えられた二次関数を平方完成すると軸がx=2に固定されていることが分かりますね?しかも、今の場合軸が与えられた範囲の中に入っているので頂点で最小値を取ることが分かります。では、最大値はどこで取るのか?それは、軸から遠いほうの端っこで取ります。是非とも自分でグラフを書いてみてください。視覚的に理解ができるはずです。・・・っと、ここまで書いてうっかり大切なことを忘れるところでした。以上のようになるのはa>0の時ですね。aについては何も条件がないので、0との大小で場合を分ける必要があります(つまり、上に凸か下に凸か)。ちなみに、a=0は考えなくていいです。0なら二次関数になりませんから。では、a<0の場合はどうなるか?同じようにグラフを書けば、頂点で最大、軸から遠いところで最小になるのが分かるはずです。後は最大値と最小値についての二式を連立方程式として解くといいと思いますよ。ちなみに、軸が与えられた区間に入っていない、もしくは軸自体が変数で動くと言った問題もよく出題されます。その場合でも、二次関数ならとにかく「頂点と端の値」を調べると解決できます。


32162.Re: 宿題なんですけど
名前:教えたがり屋    日付:5月9日(水) 22時49分
 この式を変形すると  y=a(x-2)^2+(b-4a)・・・・(イ)
となり この関数のグラフは x=2 を軸とする放物線となる。
(1)a>0 のときは グラフは上開きとなり  
   x=2 のときにyは最小値 4
   x=4 のときにyは最大値 12 をとります
  (イ)に代入して出来る連立方程式を解いて a>0を満たしてい  れば、1つの解が求まります。
(2)a<0 のときは グラフは下開きとなり  
   x=2 のときにyは最大値 12
   x=4 のときにyは最大値 4 をとります
 あとは(1)と同様に・・・ 

大まかなグラフを書いて、上のことを確認しながら解いていって下さ
い。(たまたま見ましたさんとダブってしまったようですが送信しておきます)

32153.複素数平面と三角関数の融合問題  
名前:ルル    日付:5月9日(水) 15時20分
Oを原点とする複素数平面上で、複素数zを表す点XはOを中心とする半径1の円周上を動くものとする。zの偏角をθと表す。w=(z^2)+(1/z)とおき、wを表す点をYとする、次の問いに答えなさい。ただし、θは-π以上π未満とする。

(1)w=0となるθをすべて求めよ。

(2)w≠0のとき、wの偏角βをθで表せ。ただし、βは-π以上π未満とする。

(3)三角形OXYの面積が√3/2となるθの個数を求めよ。

(1)はθ=-π、±π/3と求めることができました。(2)はw=2cos(3θ/2)(cos(θ/2)+isin(θ/2))という変形まではできました。でもできたのはここまでで、これ以降が全然わかりませんでした。とくに答え(途中過程なし)が-π<θ<-π/3のときと-π/3<θ<π/3のときとπ/3<θ<πの三つの場合に分かれているのが全然わかりません。三角関数はとても苦手なので、詳しく解説していただけないでしょうか。よろしくお願いします。



32157.Re: 複素数平面と三角関数の融合問題
名前:ヨッシー    日付:5月9日(水) 17時56分
こちらも見ていただくとして、

w=2cos(3θ/2)(cos(θ/2)+isin(θ/2))
までできたのなら、
 z=r(cosθ+isinθ)
に照らし合わせると、偏角βは β=θ/2 になります。
長さは 2cos(3θ/2) で、これも、θにより変わります。

(3)

θ=0 の場合も含めて、面積0になるのが4箇所あり、それで区切られた
4つの区間を考えます。
それぞれの区間について、zとwの間の角の求め方が変わってくるため、
場合分けします。
 


 

http://yosshy.sansu.org/


32205.Re: 複素数平面と三角関数の融合問題
名前:ルル    日付:5月12日(土) 10時6分
ヨッシー様、図を添えての解説をありがとうございました。でもどうしてもまだ理解できません。

w=2cos(3θ/2)(cos(θ/2)+isin(θ/2))とz=r(cosθ+isinθ)を見比べると、r=2cos(3θ/2)、argβ=θ/2となると思うのですが、これは何故違うのですか?どうして場合分けが生じるんですか?ここのところを詳しく教えていただけませんでしょうか?どうかお願いします。


32208.Re: 複素数平面と三角関数の融合問題
名前:ヨッシー    日付:5月12日(土) 19時19分
よく考えると、β=θ/2 ばかりではないようですね。
係数の 2cos(3θ/2) の部分が負になると、偏角は180°ずれてきます。
 

http://yosshy.sansu.org/


32214.Re: 複素数平面と三角関数の融合問題
名前:ルル    日付:5月14日(月) 0時20分
>よく考えると、β=θ/2 ばかりではないようですね。

これは一体何故ですか?w=2cos(3θ/2)(cos(θ/2)+isin(θ/2))とz=r(cosθ+isinθ)を見比べると、どう考えてもβ=θ/2だと思うのですが・・・?

>係数の 2cos(3θ/2) の部分が負になると、偏角は180°ずれてきます。

ここのところの意味が分かりません。|2cos(3θ/2)|は正だと思うのですが?詳しく教えてください。お願いします。


32234.Re: 複素数平面と三角関数の融合問題
名前:ルル    日付:5月16日(水) 22時5分
ヨッシー様、もうこれ以上は解説していただけないのでしょうか?どうかお願いします。

32148.またまたお世話になります  
名前:miruru    日付:5月8日(火) 22時20分
2つの2次方程式X2乗+KX+K2乗ー4=0とX2乗ー3XーK+2=0はそれぞれ異なる解を持ち、それらのうち1つだけが一致するときKの値は■または◇である。ただし■<◇とする。



32149.Re: またまたお世話になります
名前:ヒドロキシ    日付:5月9日(水) 0時59分
x^2+kx+k^2-4=0 …@
x^2-3x-k+2=0  …A
Aより
k=x^2-3x+2
これを@に代入して、
x^2+x^2-3x^2+2x+x^4+9x^2+4-6x^3-12x+4x^2-4=0
⇔x^4-5x^3+11x^2-10x=0
⇔x(x-2)(x^2-3x+5)=0
⇔x=0,2,(3+i√11)/2,(3-i√11)/2
よって、上の四つが共通解の候補である。

共通解がx=0とすると、Aより、k=2
このとき、@は x^2+2x=0⇔x=0,-2
Aは x^2-3x=0⇔x=0,3
これは題意を満たす。

共通解がx=2とすると、Aより、k=0
このとき、@は x^2-4=0⇔x=2,-2
Aは x^2-3x+2=0⇔x=1,2
これは題意を満たす。

共通解がx=(3+i√11)/2とすると、Aより、k=-3
このとき、@は x^2-3x+5=0
Aは x^2-3x+5=0
これは題意を満たさない。
共通解がx=(3-i√11)/2のときも同様。

以上より、k=0,2


32151.Re: またまたお世話になります
名前:miruru    日付:5月9日(水) 8時14分
あいがとうございました

32136.角の和の最大値  
名前:amasawa    日付:5月8日(火) 0時22分
三角形ABDの外接円を赤道とする球面上に点Cがあり,次の条件を満たしている。
条件:∠BAD=90°,AB=3,AC=√13,AD=4
このとき∠BAC+∠CADの最大値を求めよ。

たくさん質問してしまってすみません。問題集でどうしても分からなかったものばかりなんです。この問題もどやって解けばいいのかぜんぜん思いつかないので質問させてください。どうかお願いします。



32145.Re: 角の和の最大値
名前:ぱんだ    日付:5月8日(火) 20時18分
今から出かけるので取り急ぎ大まかな方針だけ。

BDの中心をMとおく。
三角形AMCは常に合同

三角形AMCをAMを軸として回転させたときの
∠BAC+∠CAD(=α+βとおく)のMAXを求めたい。
α+βがMAXとはcos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ(=uとおく)
がminになるということ。
三角形AMCが平面ABDとなす角をθとし、
uをθの関数として表しminになるθを求める。

では出かけてきます。また後ほど。


32146.Re: 角の和の最大値
名前:ぱんだ    日付:5月8日(火) 20時23分
ちょっと気づいたこと

微分使うよりも、この方が楽にいけるかもしれません。

AB’=4となるB'をとって、図形的に考える。
CがB'とDから等距離になるときに最大になるはずです。
急いでるので確認してる暇がないので、間違ってたらすいません。
では本当に出かけてきます。


32170.Re: 角の和の最大値
名前:花パジャ    日付:5月10日(木) 11時16分
BD=5が赤道の直径なので、BC=5sinθ,DC=5cosθと置く
∠BAC=α,∠CAD=βと置き、各々余弦定理からθとの関係式を得る
まず、θを消去して
 3cosα+4cosβ=√13
θとの関係式の微分を、最大時にはα'+β'=0であることから
 3sinα=4sinα
これらを解いて、最大値120°を得た....
....のだけれど、
そのときBC=4,DC=3という、さもありなんという数値が出たので
きっともっとスマートな解法があるかと思われます

32135.回転体の体積  
名前:amasawa    日付:5月8日(火) 0時16分
xz平面内の曲線:x^2-z^2=1をz軸の周りに回転したときできる曲面と平面z=0,z=1によって囲まれる立体を平面z=xで分割した時,小さい方の体積Vを求めよ。

この問題もどうやって解いていくのかの解法が思い浮かばず,全然解けそうにありません。今回も詳しく教えてください。よろしくお願いします。



32142.Re: 回転体の体積
名前:ヨッシー    日付:5月8日(火) 17時31分
上のも含め、かなり難しいですね。
何の問題集ですか?対象学年とかは?
難関向け通信教育か何かですかね?
 

http://yosshy.sansu.org/


32143.Re: 回転体の体積
名前:ヒドロキシ    日付:5月8日(火) 18時43分
V1=∫[0,x]πx^2dz=π∫[0,x](1+z^2)dz
=π(x^3+3x)/3
上で、x=1とすると、4π/3
よって、もう一方の体積V2は V2=π(4-x^3-3x)/3
a=(1+√2)^(1/3)+(1-√2)^(1/3)とすると、
V=V1 (0≦x≦a), V2 (a≦x)


32152.Re: 回転体の体積
名前:ヨッシー    日付:5月9日(水) 8時54分
Size: 161 x 135, 1KB

平面z=xで切るので、↑こういうことだと思うんです。
 

http://yosshy.sansu.org/



32154.Re: 回転体の体積
名前:hikari    日付:5月9日(水) 16時34分
>上のも含め、かなり難しいですね。
何の問題集ですか?対象学年とかは?
難関向け通信教育か何かですかね?

解いておきたい立体図形50題という問題集の問題です。略解ばかりでかなり使いづらいです。

ヒドロキシさん,すみませんが何をやっているのか,ぜんぜん理解できないです。詳しく教えていただけませんか?お願いします。


32155.Re: 回転体の体積
名前:ヒドロキシ    日付:5月9日(水) 17時14分
ヨッシーさん、ありがとうございます。
確かに仰るとおりですね。

では、訂正として。

まず、分かりやすいように、y軸を加えることにする。
平面z=t(0≦t≦1)で問題の立体を切断するときの切断面の面積をS(t)とおく。
S(t)はxy平面上において、円:x^2+y^2=1+t^2および直線:x=tで囲まれた部分の面積である。したがって、

S(t)=2∫[t,√(1+t^2)]√(1+t^2-x^2)

x=(√(1+t^2))sinθとおけば、

S(t)
=2(1+t^2)∫[Arcsin√(t^2/(1+t^2)),π/2] (cosθ)^2 dθ
=2(1+t^2)∫[Arcsin√(t^2/(1+t^2)),π/2] (1+cos2θ)/2 dθ
=(1+t^2)π/2-(1+t^2)Arcsin√(t^2/(1+t^2))-t^2

よって、
V=∫[0,1]S(t)dt
を計算すればよい。
∴V=(π+log2)/3-1/6
となる。

計算を間違っていなければいいですが。
上の積分で、真ん中 ∫[0,1] (1+t^2)Arcsin√(t^2/(1+t^2)) dt
これは部分積分で計算できます。

また、x=tで切断すると断面は双曲線になります。
他にも切断の仕方はありますが、どれも場合わけが生じそうです。


32156.Re: 回転体の体積
名前:ヒドロキシ    日付:5月9日(水) 17時30分
>>hikariさん

ある立体の体積を求める問題の解き方は、その立体を適当な平面で切断したときの断面積を適当な区間で積分します。

例えば、立体をx=t(a≦t≦b)で切断したときの断面積が、tの函数としてS(t)とかけたとします。すると、体積は∫[a,b]S(t)dtで計算できます。

32133.小学校の質問ですみません  
名前:    日付:5月7日(月) 23時10分
初歩の問題です。宜しくお願い致します。

「3・4・7・8」を1回づつ全て使って「5」を作ります。
使って良い記号は「+−x÷」と( )です。

(8−4)x3−7=5

ですが、下記のように
(3+7)÷(8÷4)=5
と( )の中が割り算でも良いのですか?
( )を付けないと答えが違ってしまうのですが。



32137.Re: 小学校の質問ですみません
名前:らすかる    日付:5月8日(火) 3時22分
もちろん割り算でもいいですが、
(3+7)÷(8÷4) なら
(3+7)÷8×4 あるいは
(3+7)×4÷8
などと変形してカッコを減らせますね。

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32140.Re: 小学校の質問ですみません
名前:    日付:5月8日(火) 13時29分
10÷(8/4)を
10x(4/8)と変形させて考えれば
10x4÷8で良かったのですね。

頭が固くなってました。
らすかるさん
有り難うございました。

32121.空間図形  
名前:amasawa    日付:5月7日(月) 8時32分
はじめまして,おはようございます。どうかよろしくお願いします。↓の問題が全く見た事のない問題で,解法が全く思い浮かびません。詳しいとき方を教えてください。



空間内の点Oを中心とする一辺の長さがlの立方体の頂点をA[1],A[2],・・・,A[8]とする。またOを中心とする半径rの球面をSとする。

(1)S上の全ての点からA[1],A[2],・・・,A[8]のうちの少なくとも1点が見えるための必要十分条件をlとrで表せ。

(2)S上の全ての点からA[1],A[2],・・・,A[8]のうちの少なくとも2点が見えるための必要十分条件をlとrで表せ。

ただしS上の点PからA[k]が見えるとは,A[k]がSの外側にあり,線分PA[k]とSとの共有点がPのみであるコトを言う。



32124.Re: 空間図形
名前:ぱんだ    日付:5月7日(月) 9時24分
全く見たことがない問題なのはわかるのですが、まずあなたはこの問題の意味はわかりましたか?
まず概略を考えてみましょう。
球は地球だとでも思ってみてください。
立方体の頂点は星だと思ってください。
lの値が小さすぎると立方体が球に埋まってしまい、見えなくなります。
lの値を十分大きくすると多くの星を見ることが出来るようになるのはお分かりでしょうか?

さて、地上から星が見えるということは逆にいうと星から地上が見えるということでもあります。

あなたが今地面を見渡しても非常に狭い範囲しか見渡せませんが
あなたが飛行機の上からみたらもっと広い範囲を見ることができますし
あなたが月に行けばもっともっと広い範囲を見ることができるはずです
(極限まで遠くに行けば地球のちょうど半分を見渡せますね)
ではこのことを意識しながら問題を解いてみましょう。
(長いので2つにわけます)


32125.Re: 空間図形
名前:ぱんだ    日付:5月7日(月) 9時39分
(ついでに言うと、ここまで読んだ段階で「lをrの何倍から何倍の範囲にすればよい」というタイプの問題だと気づいていただけると幸いです)

文章では非常に表現しにくいのですが、図形の問題なので
必ず図を描きながら考えてください。(rを固定して考えます)

A1を(l/2,l/2,l/2)にとります。球Sのうち、x,y,z座標が全て0以上の部分をT1と名づけます。
A1から見える部分S1がlの値の変化とともにどのように変化するか
わかりますか?書いてみてください。
S1がP1(0,0,r)を含まないとき、対称性からS2やS3などもP1を含みません。
よってS1がP1を含むことが必要である。

*S1がP1を「ぎりぎり」含むときのlの長さ以上になればよいわけですね。
では「ぎりぎり」含むのはどんなときか?P1(北極点とでも思ってください)
にあなたが立ったとき、ぎりぎり地平線すれすれに星A1が見えたときですよね。
つまり、A1のそのときの座標は(r,r,r)です。そのときl=2r

よって、l≧2rが必要。逆にこのときS1はT1を含み、S2はT2を
含み、・・・(S2やT2は同様に決めていってください)
なのでl≧2rのとき条件を満たす。
よってl≧2rが必要十分条件である。


32126.Re: 空間図形
名前:ぱんだ    日付:5月7日(月) 10時9分
次に(2)です。先ほどと同じように考えてみましょう。
「あなたが2つの星が見える」ということは「2つの星からあなたが見える」ということです。
あなたから星A1とA2が見えるということはあなたのいる場所は
S1に含まれる、かつS2に含まれるということです。
S1やS2にペンキを塗っていくと考えると、今回の問題は
地球上の全ての場所が二度塗り以上される条件を求めたいわけです。

A1(l/2,l/2,l/2) A2(-l/2,l/2,l/2) A3(l/2,-l/2,l/2) A4(l/2,l/2,-l/2)
と座標をとります。

さあ、lの値を小さい値から初めてだんだん大きくしてみてください。
S1やS2がだんだん大きくなっていってT1が塗られる場所が増えていきますね。
lの値を大きくしていくとだんだん二度塗りされる範囲も増えてきます。
でもT1の中になかなか二度塗りされない部分がありませんか?
そう、T1の「ど真ん中」の部分です。そのど真ん中Q1は原点からみて
(1,1,1)方向にありますので座標はQ1(r/√3,r/√3,r/√3)です。
このQ1が「ぎりぎり塗られる」ときのlの値以上にすればよいわけです。
ではどんなときに「ぎりぎり」なのか?さっきよりちょっと難しいですが、
「OQ1とQ1A2が垂直になったとき」がぎりぎりですね。
つまり(1,1,1)とQ1A2が垂直なので
(1,1,1)・(-l/2-r/√3,l/2-r/√3,l/2-r/√3)=0より
l=(2√3)・r
よってl≧(2√3)・rが必要。
逆にこのとき確かに条件を満たす。

よってl≧(2√3)・rが必要十分条件である。

できるだけ理解してもらいやすいように一部数学的ではない
表現をあえて使っていますがご了承ください。


32128.Re: 空間図形
名前:ヨッシー    日付:5月7日(月) 15時56分

これは、ある軸方向から見たイメージです。
球上の円が、四角形の頂点から見える範囲です。逆に言えば、四角形の頂点が見える範囲です。


図の水色で塗った部分は、どこからも見えていない部分です。
これがなくなった時点が、「少なくとも1点が見える」状態です。


図の水色で塗った部分は、1点だけしか見えていない部分です。
これがなくなった時点が、「少なくとも2点が見える」状態です。
 

http://yosshy.sansu.org/


32129.Re: 空間図形
名前:ヨッシー    日付:5月7日(月) 17時16分
上の記事の一番下の図は、厳密に言えば、正しくありません。
赤、青、紫に囲まれた三角状の部分ではなく、
黄色の円と、球の中心に対して対称な位置にある円(図では、赤とピッタリ重なる)
と、青と紫とで出来る三角状の部分が正解です。
ただし、対称性から、答え自体は問題ありません。


この図は、正方形の頂点方向から見た図です。
この図で、中央あたりに出来る、三角状の部分は、まぎれもなく、
「1点だけしか見えていない部分」です。
 

http://yosshy.sansu.org/


32130.Re: 空間図形
名前:ぱんだ    日付:5月7日(月) 19時29分
ヨッシーさん、図をつけてくださってありがとうございます。
きっとつけてくださるだろうと期待していました(笑)

(ちなみにそういう図を作るのに、フリーソフトでヨッシーさんのお勧めってありますか?)


>上の記事の一番下の図は、厳密に言えば、正しくありません。

立体の球に円が複数関わると、図が非常に表現しにくくなりますね(苦笑)
正しい図は正三角形の3つの辺が全て凹んだ形になります。
(上の記事の一番下の図は1箇所凸型になっているので、おっしゃるとおり明らかに誤りですね。)

ところで、
>黄色の円と、球の中心に対して対称な位置にある円(図では、赤とピッタリ重なる)
とはどういう意味でしょうか??単に球を中心に回転移動した円と
いうだけの意味で使っているのでしょうか?
もしもちょうど180度回転した反対側の円という意味で使われているのなら、それは違うような気がしたのですが。。。
(一番上のGIFアニメの赤と黄の円をそのまま意味しているのであれば、ですが)

一番最後のGIFは、まさに私がamasawaさんに自分でイメージできるように
なって欲しかった図そのものなので、私がヨッシーさんの文章の意図を
読み違えているのかもしれませんが(汗)


32132.Re: 空間図形
名前:キューダ    日付:5月7日(月) 21時15分
立方体に内接する球が、(1)の上限です。
立方体の8つ頂点の内、一つおきに選んで作られる正四面体に
内接する球が(2)の上限です。

上限としたそれぞれの球より、ちょっとだけ大きい球を考えてください。
そのちょっだけ大きい球表面のうち、立方体、あるいは正四面体からはみ出した
部分は、題意を満たさないことは、すぐわかると思います。

イメージ化に役立てば幸いです。


32134.Re: 空間図形
名前:amasawa    日付:5月8日(火) 0時10分
回答者のみなさんへ

とてもお詳しく教えていただけて大変嬉しいです。おかげで完全に理解できました。ありがとうございました。まだまだ分からない問題がたくさんあるので,今後もヨロシクです。


32139.Re: 空間図形
名前:ヨッシー    日付:5月8日(火) 9時8分
補足します。

この図を、x軸の正の向きから見た図として
手前をx軸、右向きをy軸、上向きをz軸とすると、
赤円は、x>0,y>0,z>0 の領域の円(はみ出ることもあります)
黄円は、x>0,y<0,z<0 の領域の円となります。
他の円も、x>0 の領域にあります。

図右上の水色の部分は、この図だけでは、青円と、紫円と、赤円の球の向こう側に隠れた線
とで、囲まれたみたいに見えるので、実際はそうでなくて、
黄円と原点対称な、x<0,y>0,z>0 の領域にある円があって、
(x軸方向から見ると、赤円と重なって見えます)
それがx>0の方にせり出してきた部分と、青、紫 との三角だと
考えて下さい、という意味で書きました。
この方向(円を、球の中心側から見る)と、三角の辺が凸に見えますが、
正面(点(1,1,1)から原点を見る方向)から見ると、凹に見えます。

よけい、ややこしくなったか?
 

http://yosshy.sansu.org/


32141.Re: 空間図形
名前:ヨッシー    日付:5月8日(火) 13時39分
>(ちなみにそういう図を作るのに、フリーソフトでヨッシーさんのお勧めってありますか?)
私は、20年間花子一筋ですので、その他のソフトのリサーチを
したことがありません。
アニメが出来てからの動作調整は、ZGIFMAKE(フリー)を使っていますが、
機能的には不満はあります。
 

http://yosshy.sansu.org/


32144.Re: 空間図形
名前:ぱんだ    日付:5月8日(火) 19時49分
ヨッシーさん、そういう意味なら納得です!
まさにそのとおりです。

まあ、何にしても立体を平面に書いた図で表現したり、
文章で図形を表現したりするのは大変ですよね。


>私は、20年間花子一筋ですので、その他のソフトのリサーチを
したことがありません。
アニメが出来てからの動作調整は、ZGIFMAKE(フリー)を使っていますが、
機能的には不満はあります

そうでしたか、どうもありがとうございました。

32114.(untitled)  
名前:ふらわ〜    日付:5月6日(日) 22時8分
Kを定数とし、f(x)=(4x^3)/3-6kx^2+5k^2x-6kとする。
曲線y=f(x)上の点(t、f(t))における接線とy軸との交点のy座標をg(t)とする。
() g(t)を求めよ。
()t≧0において、つねにg(t)≦0となるようなkの値の範囲を求めよ。   

高三です。
微分・積分をよく理解していなく、宿題に出ていて困っています。
お願いします。



32118.微分
名前:モンテスキュー    日付:5月6日(日) 23時57分
(@)まずはf(x)をxで微分してf'(x)を求めましょう

   y=f(x)の点(t,f(t))における接線lの方程式は

   l: y-f(t)=f'(t)(x-t) … @

   で表されます

   f'(t)がx=tにおける接線の傾きを表しているということは
   わかりますか?

   次にy軸との交点 ⇔ x座標が0

   ですから接線lの方程式@へ「x=0」を代入してそのときのyを求めましょう

   それがg(t)となります



(A)g(t)をtで微分してg'(t)を求め

   「増減表」をつくって下さい(わからない場合は教科書参考)

   増減表ができたらt≧0の範囲において常にg(t)≦0となるための条件は
   「(最大値)≦0」
   であればいいわけですよね

32112.(untitled)  
名前:キャンディ    日付:5月6日(日) 21時5分
座標平面上に曲線C:y=x^2があり、C上に異なる2点A(α、α^2)、B(β、β^2)をとる。
(1) 直線ABの方程式をα、βを用いて表せ。
(2) AにおけるCの接線と、BにおけるCの接線の交点をPとする。Pの座標をα、βを用いて表せ。
(3) 直線ABが点(2、3) を通るように2点A、BがC上を動くとき、Pの軌跡を求めよ。         


教えてください。



32115.Re: (untitled)
名前:教えたがり屋    日付:5月6日(日) 22時47分
(1)直線ABの傾きは (α^2−β^2)/(α−β)=α+β
 だから直線ABの方程式は y−α^2=(α+β)(x−α)
 整理すると  y=(α+β)x−αβ

(2)y=x^2 において y’=2x だから
 Aにおける接線の式は y−α^2=2α(x−α)
   整理して     y=2αx−α^2 ・・・・(イ)
 同様にして、Bにおける接線の式は
            y=2βx−β^2 ・・・・(ロ)
 (イ)(ロ)の連立方程式を解けば P の座標がα,βであらわせます。

(3)y−α^2=(α+β)(x−α)が(2,3)を通るときは 
 x=2、y=3を代入しても等式が成り立ちます。
 そして、でてきたα,βに関する等式を見ながら
  P のx座標とy座標のあいだにどのような等式が出来るかを
 見つけてください。
その式を満たすグラフが Pの軌跡となります。

32108.(untitled)  
名前:N&M    日付:5月6日(日) 18時13分
高校で習う数学で、以下の形の漸化式を解くことは可能なのでしょうか?

An+1=fnAn

どうしても分からなかったので、質問させていただきました。 どなたかご教授の程をよろしくお願いいたします。



32119.Re: (untitled)
名前:mimi    日付:5月7日(月) 0時32分
A2=f1A1
A3=f2A2
・・・
An=f(n-1)A(n-1)
を全部掛けると、
A2A3…An=f1f2…f(n-1)A1A2…A(n-1)
両辺をA2A3…A(n-1)で割ると、
An=f1f2…f(n-1)A1
あとはfnがどんなものかによります。
例えばfn=nだとすると、
An=(n-1)!A1
と階乗になります。


32131.Re: (untitled)
名前:N&M    日付:5月7日(月) 20時57分
丁寧な御返答、ありがとうございました。
おかげでスッキリすることが出来ました^^

32106.教えてください  
名前:胡桃    日付:5月6日(日) 17時42分
高1です。
この問題、教えてください。

8個の数字0〜7から異なる3個の数字を選び、横一列に並べて3桁の整数を作る。
(1) 全部で何個出来るか。
(2) 2つの倍数は何個出来るか。
(3) (百の位の数字)<(十の位の数字)<(一の位の数字)となるものは何個出来るか。
(4) (3)の条件を満たす整数のうち、2の倍数、または3の倍数となるものは何個出来るか。



32109.Re: 教えてください
名前:たまたま見ました    日付:5月6日(日) 18時45分
(1)百の位には0はこれませんよね?なので、1から7の7通りが可能です。つぎに、十の位を考えると今度は0も可能なので0から7のうち百の位で使わなかった七通りが可能です。一の位は残りの6通りです。なので答えは・・・・
(2)2つの倍数ってなんのことでしょうか?2の倍数の打ちミスかな?2の倍数なら一の位が0,2,4,6の場合をそれぞれ考えればいいのでは?
(3)一見難しそうですが単純ですよ。今は考えている数がすべて異なっているので異なる三つの数を選べば大小関係は唯一に決まりますよね?つまり、三つ選んでい小さい順に百の位から入れればいいわけです。場合の数は三つの数の選び方と一致することが分かりますね?
(4)2の倍数は一の位が0,2,4,6ですね。3の倍数は各位の数の和が3の倍数になります。場合を分けるくらいしかちょっと思いつきません・・・重複に注意しましょう。

32104.お願いします。  
名前:ダンデライオン    日付:5月6日(日) 15時38分
tan1°は有理数か無理数か証明せよ。



32105.Re: お願いします。
名前:らすかる    日付:5月6日(日) 16時5分
もしtan1°が有理数だとすると、加法定理を繰返し
使うことによってtan30°も有理数となるが、
tan30°=1/√3なので矛盾。よってtan1°は無理数。

http://www10.plala.or.jp/rascalhp


32107.Re: お願いします。
名前:ダンデライオン    日付:5月6日(日) 17時53分
記述する際、全て書かなくてはならないのですか?


32110.Re: お願いします。
名前:たまたま見ました    日付:5月6日(日) 19時3分
tan30°までをすべて、ということですかね?おそらくすべてを書く必要はないと思います。tan1°を仮定してtan2°、tan4°位までは加法定理の式を書いて導いた後は、「同様に」などとしてtan32°へ行き、tan32°とtan2°から加法定理でtan30°につなげる程度でいいと思います。この証明で落としてはならないのは、tan1°の仮定、加法定理を用いたと言う記述、仮定よりtan32°とtan2°が有理数という記述、これからtan30°が有理数であることが導かれるがそれはtan30°が無理数であることに矛盾すると言う記述だと思います。逆にtangentの値をすべて書くと答案が見にくくなると思われます。採点官が見やすいように適度に省略するのも美しい答案には必要でしょう。


32111.Re: お願いします。
名前:ZELDA    日付:5月6日(日) 19時43分
私だったら、帰納法ですませます。


32113.Re: お願いします。
名前:ダンデライオン    日付:5月6日(日) 21時26分
ありがとうございました。

32103.(untitled)  
名前:よぅすけ    日付:5月6日(日) 8時44分
また確率の問題お願いします。

それと、32027の最初の問題の(2)は答えが504じゃなくて960通りになると言われたんですが…
どうなのでしょうか?


@〜Fの7枚のカードがある。このなかから1枚のカードを取り出し、カードに書かれた数を記録しても戻す。これを2回繰り返し、1回目、2回目に記録していた数をそれぞれa、bとする。 (1) aが2の倍数となる確立を求めよ。 (2) 積abをab=2^x・(奇数) (Xは0以上の整数)と表した時のXについて考える。たとえばab=3のときX=0、ab=24のときX=3である。 ()X=1となる確率、X=4となる確率をそれぞれ求めよ。 ()Xの期待値を求めよ。



32120.Re: (untitled)
名前:教えたがり屋    日付:5月7日(月) 0時38分
960通りが正解だと思います。
 ヨッシーさんの説明において
  A●A●A●
  A●A●●A
  A●●A●A
  ●A●A●A
の配置にE 2つが挿入される場合の数は説明通り 504通りですが
次の2パターンが抜けていると思います。

(1)AA●A●●    A●●AA●
   AA●●A●    ●A●AA●
   AA●●●A    ●●AA●A
   A●AA●●    A●●●AA
   ●AA●A●    ●A●●AA
   ●AA●●A    ●●A●AA
  上のA〜Dの配置に1つのEがAAの間に入り、もう1つのEが他の場所
 に入る場合の数は
  (12*6)*6=432 (通り)

(2)AAA●●●
   ●AAA●●
   ●●AAA●
   ●●●AAA
  上のA〜Dの配置に2つのEがAAAのAの間に入る場合の数は
   4*6=24  (通り)

したがって答えは 504+432+24=960(通り)となります。
   
   


32122.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月7日(月) 8時41分
その通り!
数え上げてみて、960だと確認しました。
失礼しました。

さて、本問ですが、
(1) は、1から7のうち、2の倍数は2,4,6の3個なので、
 確率は、3/7
(2) は

このように、1,2,3,4,5,6,7 を 0,1,0,2,0,1,0 のように、2が掛けられている数に直して、
それらの、縦横の和を取った表を作ります。
 X=0:16個
 X=1:16個 ・・・ 確率は 16/49
 X=2:12個
 X=3:4個
 X=4:1個 ・・・ 確率は 1/49

期待値は
 (0×16+1×16+2×12+3×4+4×1)/49=56/49=8/7
 

http://yosshy.sansu.org/


32138.Re: (untitled)
名前:らすかる    日付:5月8日(火) 7時42分
32027の(2)は
Aが隣り合わない並べ方は、A以外を並べて(5!/2!通り)から、
間または端計6箇所中3箇所にAを配置(6C3通り)すれば良いので、5!/2!×6C3通り
Aが隣り合わない並べ方のうちEが隣り合う並べ方は、
Eを一つと考えて上と同様の計算をすればよいので、4!×5C3通り
よってAもEも隣り合わない並べ方は 5!/2!×6C3-4!×5C3=960通り

http://www10.plala.or.jp/rascalhp

32101.(untitled)  
名前:こぶ平    日付:5月5日(土) 18時46分
直線y=ax+a^2-5...@、放物線y=x^...Aについて、
T)aが全ての実数値をとって変わるとき@の直線の通過する領域を図示せよ。
U)@とAが共有点をもつようなaの範囲を求めよ。またaのこの範囲で変わるとき、@の直線の通過する領域を図示せよ。
…という問題なんですけど、
(T)はx≦-2√5、2√5≦xとなったんですけどy=ax+a^2-5ってグラフはどう書いたらいいんですか?
(U)はa≦-2、2≦aとなったんですけど「また〜〜」の後からわかりません・・・。くわしめに教えて下さい。



32116.「実数解」の処理
名前:モンテスキュー    日付:5月6日(日) 23時12分
Original Size: 749 x 749, 42KB

(T)y=ax+a^2-5 … @

   @ を a について変形すると

   a^2+(x)a-(y+5)=0

   a が実数解をもつための条件は「D≧0」


(U)a≦-2,2≦a までは正解

   a=2 および a=-2 のときに y=x^2 と接する直線を考え
   (T)の条件と重ねて考慮してみて下さい
   結果は上図のようになるはず


32100.数C 式と曲線  
名前:麗美    日付:5月5日(土) 18時23分
x^2=4pyの焦点と準線を考えた媒介変数表示をおしえてください!!
おねがいします。



32117.数C
名前:モンテスキュー    日付:5月6日(日) 23時15分
x=t と置くパターンと
x=2pt と置くパターンどちらでもいいと思います

そのときのそれぞれの y のパラメータ表示はどうなるか
を考えてみればいいと思います

32099.プログラムについて  
名前:    日付:5月5日(土) 16時18分
私はセンター試験で統計とプログラムを選択しようと思って勉強しているのですが、プログラムが難しいです。格子点の問題など。もしプログラムの問題がベクトル・数列よりパターンが少ないのならこのまま続けようと思っているのですが… 私はベクトル・数列がかなり苦手なのであまりやりたくは無いのです。なにかアドバイスはいただけないでしょうか?



32127.Re: プログラムについて
名前:ヨッシー    日付:5月7日(月) 13時30分
これは、好みの問題ですから、何とも言えませんが、
プログラムの方がパターンが少ないといえばそうかも知れませんが、
「間違いなく解けた」という実感の少ないのも事実で、答え合わせするまで
不安が残ったままであることが多いです。
また、プログラムは、統一テスト(共通一次を含む)での歴史が浅いので、
パターンが少なく見えるだけかも知れませんし、その分、傾向と対策が
つかめずに、予想外の問題が出る可能性もあります。
 

http://yosshy.sansu.org/


32147.Re: プログラムについて
名前:    日付:5月8日(火) 20時26分
ありがとうございます。
ところで、統計とプログラムをあわせて何分ぐらいで解くのが理想でしょうか?

32097.(untitled)  
名前:みるく    日付:5月5日(土) 9時5分
度々、すいません。
またベクトルなんですが…お願いします。


OA〃BCである台形OABCがあり、OA=6、OB=OC=3、∠AOB=60°を満たしている。
さらに、辺ACの中点をMとする。
ベクトルOA=ベクトルa、ベクトルOB=ベクトルbとするとき、
(1)内積ベクトルa・ベクトルbを求めよ
(2)ベクトルOC、ベクトルOMをそれぞれベクトルa、ベクトルbを用いて表し、絶対値ベクトルOMを求めよ。
(3)線分OM上を動く点Pに対して、内戦ベクトルOP・ベクトルAPが最小になるとき、絶対ベクトルOPを求めよ。



32098.Re: (untitled)
名前:ヨッシー    日付:5月5日(土) 10時0分

まず、△OBCは正三角形であることを知っておきます。
(1)公式通りなので、省略します。
 =9
 です。
(2)OB=OC=BC=3なので、BC=−/2
よって、
 OCBC/2
MはACの中点なので、
 OM=(OC)/2
 =/4+/2

 |OM|^2=OMOM
  =(/4+/2)・(/4+/2)
  =||^2/16+||^2/4+/4
  =36/16+9/4+9/4=27/4
よって、
  |OM|=3√3/2
 

http://yosshy.sansu.org/

32092.空間図形  
名前:リザ    日付:5月4日(金) 23時49分
xyz空間において、平面上に円盤Aがあり、xz平面上に円盤Bがあって、以下の2条件を満たしている。
(a)A、Bは原点からの距離が1以下の領域に含まれる。
(b)A、Bは一点Pのみを共有し、Pはそれぞれの円周上にある。
このような円盤AとBの半径の和の最大値を求めよ。ただし、円盤とは円の内部と円周をあわせたものを意味する。

この問題なのですが、どうやって考えたらいいのか最初から全くわかりませんでした。どうやって解いていくのか、詳しく教えてください。よろしくお願いします。



32093.Re: 空間図形
名前:みっちぃ    日付:5月5日(土) 3時59分
Original Size: 960 x 720, 28KB Original Size: 960 x 720, 28KB Original Size: 960 x 720, 29KB

これは,1999年の東京大学の問題です。図は載せてある通りで,2枚目,3枚目は,それぞれxy平面,xz平面を書いています。

まずは,問題の前提から。
2円が共有するのはx軸上の点で,この点をP(p,0)とします。p≧0で一般性を失いません。
で,2円A,BはP以外の点を共有しないので,「Bの中心のx座標」≦p≦「Aの中心のx座標」

まずは,Pを固定した上で,A,Bの半径r_A,r_Bの最大値を求めます。その後,0≦p<1で動かして,r_A+r_Bの最大値を求めます。

2枚目の図のように,Aの中心をA'とすると△OPA'の3辺は図の通りで,∠OPA'=αとすると,
α≧90°でないとA'のx座標がp未満になるので,cosα≦0です。
ここで,余弦定理より(1-r_A)^2=(r_A)^2+p^2-2p*r_A*cosα
∴r_A=(1-p^2)/2(1-p*cosα) ≦(1-p^2)/2(1+p)=(1-p)/2 (α=180°で,A'はx軸上)

同様に,3枚目の図のように,Bの中心をB'とすると△OPB'の3辺は図の通りで,∠OPB'=βとすると,
β≦90°でないと,B'のx座標がpより大になるので,cosβ≧0です。
また,余弦定理より(1-r_B)^2=(r_B)^2+p^2-2p*r_B*cosβ
∴r_B=(1-p^2)/2(1-p*cosβ)≦(1-p^2)/2 (β=90°で,PB'はx軸と垂直)。

このとき,r_A+r_B=(2-p-p^2)/2なので,平方完成によりp=1/2のとき
r_A+r_B=9/8が最大。



32094.訂正
名前:みっちぃ    日付:5月5日(土) 4時4分
3枚目のr_B,1-r_Bの長さが逆でした。失礼!!


32096.さらに訂正
名前:みっちぃ    日付:5月5日(土) 6時40分
解答がグダグダです。すみません m(_ _)m
以下のように変わります。

>∴r_A=(1-p^2)/2(1-p*cosα) ≦(1-p^2)/2(1+p)=(1-p)/2 (α=180°で,A'はx軸上)
r_A=(1-p^2)/2(1-p*cosα) ≦(1-p^2)/2(α=90°で,PA'はx軸と垂直)

>∴r_B=(1-p^2)/2(1-p*cosβ)≦(1-p^2)/2 (β=90°で,PB'はx軸と垂直)
r_B=(1-p^2)/2(1-p*cosβ)≦(1-p^2)/2(1-p) =(1+p)/2 (β=0°でB'はx軸上)

>このとき,r_A+r_B=(2-p-p^2)/2なので,平方完成によりp=1/2のとき
>r_A+r_B=9/8が最大。
r_A+r_B=(2+p-p^2)/2なので,平方完成によりp=1/2のとき
r_A+r_B=9/8が最大。

32087.因数分解  
名前:miruru    日付:5月4日(金) 20時13分
x4乗+3x2乗+4の因数分解を教えてください



32088.Re: 因数分解
名前:ヨッシー    日付:5月4日(金) 20時50分
x^4+3x^2+4=(x^4+4x^2+4)-x^2
 =(x^2+2)^2 - x^2
 =(x^2+2+x)(x^2+2-x)
 

http://yosshy.sansu.org/

32085.正四面体の内積(高校2年)  
名前:ゆう    日付:5月4日(金) 12時19分
〈問題〉
一辺の長さが1の正四面体OABCがあり、辺BCを2:3の比に内分する点をMとする。このとき内積→OA・→OMの値を求めよ。

〈正解〉
→OA・→OM=→OA・(3/5→OB+2/5→OC)
       =(3/5)→OA・→OB+(2/5)→OA・→OC
       =(3/5)*1/2+(2/5)*1/2
       (∵|→OA|・|→OB|cos60°=|→OA|・|→OB|cos60°=1/2)
       =(3/10)+(2/10)
       =1/2

※正解では、側面が正三角形であることから、→OAと→OB、→OAと
 →OC のなす角がそれぞれ60°。よって、cos60°=1/2 から、
 →OA・→OB=→OA・→OC=1/2 を利用しています。

※以下のようにしてしまうと答えが違いますが、どこがだめなのか教えて
 下さい。
 →OA・→OM=→OA・(3/5→OB+2/5→OC)
        =3/5→OA・→OB+2/5→OA・OC
        =3/5|→OA|・|→OB|cos60°+2/5|→OA||→OC|cos90°
         (∵∠AOCはOA=OC=1, AC=√2の直角二等辺三角形なの
           で、90°)
        =(3/5)*1*1*(1/2)+(2/5)*1*1*0
        =3/10+0
        =3/10

どうかよろしくお願いします。



32086.Re: 正四面体の内積(高校2年)
名前:だるまにおん    日付:5月4日(金) 13時5分
 (∵∠AOCはOA=OC=1, AC=√2の直角二等辺三角形なの
           で、90°)


これが違います。△AOCは一辺の長さが1の正三角形です。


32090.Re: 正四面体の内積(高校2年)
名前:ShoWat    日付:5月4日(金) 21時39分
だるまにおんさん、ありがとうございました。
正四角錐と勘違いしていました。

32084.(untitled)  
名前:hiranoyuuhei    日付:5月4日(金) 11時21分
sankakukei
daikeimennomotomekata
seki

32082.初めての掲示板です。よろしくお願いします。  
名前:だっち 新高3    日付:5月4日(金) 10時49分
初めての掲示板です。今後ともよろしくお願いします。
数Vの積分でゴールデンウィークの課題で全く分からない問題が4つありました。 考えても、参考書を調べて分からなかったのでよろしくお願いします。量が多いと思いますがよろしくお願いします。

※表記の関係で ・ は「かける」を意味しています。


@f_n(x)=A_n・x+とB_nし、次の式を満たすf_n(x)と
lim<n→∞>f_n(x)を求めよ。
                   
 x^2 ・f_n+1(x)=x^3+∫《from 0 to x》tf_n(t)dt

       


             
Alim<x→1>(1/x−1)・∫《from 1 to √x》f(t)dt
をf(1)を用いて表せ。
            



--------------------------------------------------------------------------------


B∫《from 0 to x》tf(x−t)dt=∫《from 0 to x》(x−t)f(t)dtを示し、
 
      
(d/dx)∫《from 0 to x》tsin^2(x−t)dtを求めよ。
      

              
Cf(x)=(x^2+1)e^(-x)+∫《from 0 to x》F(x−t)e^(-t)dt を満たすf(x)を求めよ。             



32123.Re: 初めての掲示板です。よろしくお願いします。
名前:ぱんだ    日付:5月7日(月) 8時55分
書いてある問題の意味がちょっとわかりにくいのですが。

@f_n(x)=A_n・x+とB_nし

これは@f_n(x)=A_n・x+B_nとし の間違いでしょうか?

次にA_nとは何でしょう?これはnの値によって変わる定数でしょうか?
それともnの値によって変わる行列でしょうか?

32080.二重根号  
名前:ゆっち    日付:5月4日(金) 7時43分
√3+√5+√3−√5
の計算方法を教えてください
√3は√5の上までかかっていて二重根号になっています。
よろしくおねがいします



32081.Re: 二重根号
名前:らすかる    日付:5月4日(金) 8時1分
√3+√5+√3-√5
と書くと
(√3)+(√5)+(√3)-(√5)
という意味になってしまいますので、
「√3は√5の上までかかっていて二重根号になってい」る場合は
√(3+√5)+√(3-√5)
のように書いた方がいいです。

{√(3+√5)+√(3-√5)}^2
=(3+√5)+(3-√5)+2√{(3+√5)(3-√5)}
=6+2√{3^2-(√5)^2}
=10
であり、√(3+√5)+√(3-√5)>0なので
√(3+√5)+√(3-√5)=√10

http://www10.plala.or.jp/rascalhp

32077.体積  
名前:一山当てる    日付:5月4日(金) 0時18分
三角錐の体積や、球の表面積、体積の公式的なもの
(いわゆる、三角錐の体積=1/3×底面積×高さ のようなもの)
は覚えているのですが、なぜそのようになるのかがわかりません。
ご教授頂けませんでしょうか?



32078.Re: 体積
名前:ヒドロキシ    日付:5月4日(金) 0時37分
直感的には
http://www004.upp.so-net.ne.jp/s_honma/circle/intuition.htm

あたりを参照。

積分を使えば、
球の表面積=∬r^2*sinθdθdφ (θ:0〜π,φ:0〜2π)
     =4πr^2 (途中省略)
あとは、高校レベルの積分でできます。


32079.Re: 体積
名前:ヨッシー    日付:5月4日(金) 0時39分
例えば、三角錐(に限らず錐体)の場合、
頂点から、高さ方向にx軸をとり、底面とx軸の交点を座標Hとします。
つまり、高さがHです。
また、底面積をSとします。
0<x<H の範囲にあるx軸上の点を通り、底面に平行な平面で、
この三角錐を切ったとき、切り口の面積は、
 S(x/H)^2
となります。(底面と、相似比が H:x の三角形なので、面積は
 (x/H)倍)

これを、x=0からHまで積分して、
 ∫(0〜H)S(x/H)^2dx
  =(S/3H^2)[x^3](0〜H)
  =(S/3H^2)・H^3
  =SH/3
となり、底面積×高さ÷3 という式になります。
って、こんな感じで良いんでしょうか?

球の体積も大体こんな感じです。

球の面積は、こちらを参照して下さい。
  

http://yosshy.sansu.org/


32089.Re: 体積
名前:一山当てる    日付:5月4日(金) 21時35分
大変参考になりました!
有難うございました

32074.体積  
名前:恵日    日付:5月3日(木) 4時53分
おはようございます。今回もどうかよろしくお願いします。

☆疑問☆

1辺の長さが2の立方体の中心をOとする。この立方体の表面及び内部の点Pで、OPの長さがPから正方形の各面に下ろした垂線の長さより長くないという条件を満たすもの全体が作る立体の体積Vを求めよ。


立方体の八つの頂点を(1,1,1)、(-1,1,1)、(-1,-1,1)、(1,-1,1)、(1,1,-1)、(-1,1,-1)、(-1,-1,-1)、(1,-1,-1)として、点PをP(x,y,z)とします。点Pから各面への長さは、1-x、1-y、1-z、1+x、1+y、1+zとなります。対称性から、点Pを0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1に置いてもよさそうです。この領域では体積は元の1/8です。これで1-x<1+x、1-y<1+y、1-z<1+zです。さらに場合分けを軽減するため、x≦y≦zとすれば、点Pから各面への長さの内、最小のものは1-zとなります。この領域では体積は元の1/48です。この条件下で、OP=√{(x)^2+(y)^2+(z)^2}<1-zを考えようとしました。でも考えようとしたんですが、ここから先が全然わかりません。教えていただけないでしょうか。よろしくお願いします。



32083.Re: 体積
名前:教えたがり屋    日付:5月4日(金) 11時18分
計算があまりに大変で私も答えが出せていないのですが、次のことは言
えると思うのでヒントになればと思い送信します。

予備知識として
「XY平面上で定点A(p,0)と、直線x=−pまでの距離が等しい
点の集合は y^2=4px で表される放物線になる。」というのがありますよね。
これをx軸の周りに回転させれば、点A(p,0)と、平面x=−pまでの距離が等しい点の集合は 放物線面になります。

そこで、底面が(1,1,-1)(1,-1,-1)(-1,1,-1)(-1,-1,-1)を結ぶ正方形、
頂点がOの正四角錐の領域で考えます。
(内部の点は立方体のZ=-1 の面までが最も近く、体積は立方体の1/6)

 Z=−1 の平面までの距離と、点Oまでの距離が等しい点の集合は
放物線面となり、点Oまでの距離のほうが短い点の範囲は、放物線面よ
り点O側の部分。これを 6倍すれば出るはず。

理屈では、この正四角錐をZ軸をふくみX軸との角がαである平面できっ
た断面図で面積を求め、α:0〜πで積分すれば求まりそうですが・・?


32095.Re: 体積
名前:恵日    日付:5月5日(土) 6時0分
To 教えたがり屋様

解説をしていただきまして、ありがとうございました。Pの領域は正四角錐の中に限定して考えなければいけなかったのですね。

教えたがり屋様の解説中の、下から二段目からが、とても難しくて、とても解けそうにありませんでした。ここは、xz平面上で、Oを焦点、z=-1を準線とする放物線(z=(x^2-1)/2)をz軸の周りに回転してできる放物線面の内側と、正四角錐O-EFGHとで囲まれる領域の体積を求めることになると思うのですが、どうやって考えればいいのか全然分からないです。

ここのところを、詳しく教えていただけないでしょうか。どうかお願いします。


32102.Re: 体積
名前:教えたがり屋    日付:5月5日(土) 23時49分
放物線面で囲まれた部分の体積を求めればよいことは確かだと思います。
答えが出せていませんが、こういう方法ですれば解けるはずだと思う構想だけを書いておきす。

@この正四角錐をZ軸をふくみX軸との角がαである平面できった断面図
を考え、放物線より O 側の部分の面積はαの式で表せますね。これを
f(α)とします。
A∫<<0〜π>>f(α)dα を求めれば、正四角錐内の放物線面で囲まれた
部分の体積が求まる。

まず@ですが、断面図を△OABとし、ABの中点をO'とすると OO'=1  AO'=BO'=1/sinα となります。
放物線とOA,OB,OO'との交点をP,Q,Rとすると、f(α)は放物線PRQとPQで
囲まれた部分と△OPQの面積の和で求まります。
いま、PQとOO'の交点をSとすると OP=SO'=a とおくと三平方の定理と
相似比をつかって a=sinα/{1+√(1+(sinα)^2)}
すると SのZ座標が求まります。(RのZ座標は -1/2)
放物線の式は g(z)=+-√(2Z+1)
 放物線PRQとPQで囲まれた部分=2*∫√(2Z+1)dz <<-1/2〜SのZ
座標>>
△OPQの面積もαであらわせます。

以上より f(α)が表されますが、式が複雑すぎてAの積分が出来ず答
えが出せていません。

他の方法が考えられず、また私の計算能力ではここまでです。悪しから
ず・・・


32150.Re: 体積
名前:恵日    日付:5月9日(水) 0時59分
To 教えたがり屋様

解説、どうもありがとうございました。ですが、私の力ではどうも教えたがり屋様の方針で問題を解くことができそうにありません。そもそも何故断面を『z軸をふくみx軸との角がαである平面』にしなければならないのかもよくわかりません。まだこの方針で考えて見ますが、この私の投稿にお気付きになられた方、この問題が分かる方、この問題の解き方を解説していただけないでしょうか。どうかお願いします。

32073.近似  
名前:こぶ平    日付:5月3日(木) 2時35分
f(x)=(1+x)^p ただし|x|≪1
f(x)=sinx ただし-∞<x<∞
f(x)=cosx ただし-∞<x<∞


この3つの式の近似はどうなるのか、導出方法とともに教えてください。



32076.Re: 近似
名前:ヒドロキシ    日付:5月3日(木) 22時15分
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%86%E3%82%A4%E3%83%A9%E3%83%BC%E5%B1%95%E9%96%8B

を参照。

32067.立体図形の体積  
名前:リザ (高卒)    日付:5月2日(水) 4時10分
問題
a,b,cは1≦a≦2,1≦b≦2,1≦c≦2の範囲を動く実数とする。このとき、立体Vを

{(x,y,z)|x=bc/(a+c),y=a+c,z=ab/(a+c)}

で定義する。この立体Vの体積を求めなさい。


立体Vの概形を想像するのは難しいようなので、「形の分らない立体図形は、適当な平面での切り口を考える」の解法に従って、まずx軸、y軸、z軸のどれかに垂直な平面での切り口を考えようとしました。どの平面がベストなのか、(x,y,z)をじ〜っと見ていたら、y=tでの切り口を考えるのが、最も適当そうでした。このとき、y=a+c=tなので、立体Vのxz平面上での図形は(x,y,z)=(bc/t,t,ab/t)を満たすものになると思いました。またtの積分区間は2≦a+c=t≦4になると思います。

次に(x,z)がxz平面上でどんな図形になるのかを考えました。cを消去すると、(x,z)=(b(t-a)/t,ab/t)なので、これはx+z=bという一次直線を表すので、(x,z)はx+z=1とx+z=2で囲まれる領域になると思いました。でもこの領域は無限にあるので、明らかに間違っています。でもどこで間違えたのか、全然分りません。何か条件を見落としているのか、そもそも考え方がおかしかったのか・・。これ以上自分で考えてもとても解決できそうにないので、この問題も質問させてください。

この問題の解法を教えてください。どうかお願いします。



32069.Re: 立体図形の体積
名前:angel    日付:5月2日(水) 9時57分
はい。a,c の範囲に制限があるため、a/(a+c), c/(a+c) の値にも限界があります。その分を考えなければいけません。

t=a+c とし、y=t で切断した断面を考えるアイデアは良いと思います。
上で挙げた分を考えるには、
s=a/(a+c) とでも置いて、t の値に応じた s の範囲を調べ
 x=b(1-s), y=t, z=bs
から持って行けば良いと思います。
 


32091.Re: 立体図形の体積
名前:リザ    日付:5月4日(金) 23時48分
angel様

回答をありがとうございました。
でも回答をもとに考えたのですが、どうも自分では解けそうにありません。大変申し訳ないのですが、詳しい解答を教えていただけないでしょうか?どうかおねがいします!

32066.変数を含む放物線  
名前:リザ (高卒)    日付:5月2日(水) 3時40分
掲示板運営者ヨッシーさまへ

はじめまして。掲示板への質問投稿に私も参加します。どうぞよろしくお願いします。


問題
tが0<t≦1/2を動くとき、tとともに変化する放物線y={t+x(2-x)/t}/2が通る点(x,y)全体の集合を図示せよ。

tについて解いて、0<t≦1/2に代入することを考えたのですが、この方針ではとても解けそうにありません。どうやって解いたらいいのか見当もつかず、全く歯が立ちません。この問題の解き方を教えてください。よろしくお願いします。



32070.Re: 変数を含む放物線
名前:angel    日付:5月2日(水) 10時4分
放物線の方程式を、t≠0 ( 0<t≦1/2 であれば、t≠0 のため ) の条件下で、t に関して整理すると

 y={t+x(2-x)/t}/2 ⇔ t^2-2yt+x(2-x)=0

で、「0<t≦1/2 の範囲で t が変化する時」を考えるのではなく、上でまとめた結果出てきた t の2次方程式が、0<t≦1/2 の範囲に実数解を少なくとも1つ持つ条件を考えましょう。


32071.Re: 変数を含む放物線
名前:ヨッシー    日付:5月2日(水) 10時13分
Size: 233 x 197, 3KB

y={t+x(2-x)/t}/2 を整理すると、
 2y=t+x(2-x)/t
 2yt=t^2+x(2-x)
 t^2-2yt+x(2-x)=0
これを、tの2次方程式と考えて、0<t≦1/2 の範囲に解があるようにします。
まず、判別式 D/4=y^2−x(2-x)≧0 は絶対です。
f(t)=t^2-2yt+x(2-x) とおくと、
 f(0)>0 かつ f(1/2)≦0
 f(0)<0 かつ f(1/2)≧0
 軸:t=y が 0<y≦1/2 にあり、f(0)≧0 かつ f(1/2)≧0
の3通りで考えます。
 x(2-x)>0 かつ 1/4−y+x(2-x)≦0
 x(2-x)<0 かつ 1/4−y+x(2-x)≧0
 0<y≦1/2 かつ x(2-x)≧0 かつ 1/4−y+x(2-x)≧0
以上より、図のようなグラフになります。
境界線上の点は、円と放物線は含みます。
y軸とx=2 は、0≦y≦1/2 の部分は含み、その他は含みません。
 
 

http://yosshy.sansu.org/


32063.数V 定積分  
名前:みぉ(高3)    日付:5月1日(火) 21時39分
Size: 118 x 56, 2KB

よろしくおねがいします。



32064.Re: 数V 定積分
名前:ヒドロキシ    日付:5月1日(火) 23時30分
(与式)=[e^{x^3} /3]_[0,1]=(e-1)/3


32068.Re: 数V 定積分
名前:ヨッシー    日付:5月2日(水) 8時52分
まぁ、結果をうまく予測できれば、
 {e^(x^3)}’=3x^2e^(x^3)
を使えばすぐです。

公式的には、置換積分で、u=x^3 とおくと、du=3x^2dx であり、
0≦x≦1 は、0≦u≦1 に対応するので、
 (与式)=(1/3)∫(0〜1)e^udu=(1/3)[e^u](0〜1)=(e-1)/3
となります。
 

http://yosshy.sansu.org/

32059.お願いします  
名前:りょーすヶ    日付:5月1日(火) 0時58分
宿題で出された問題なんですが、まだ習っていない部分もあり、わかりません。
しかし、正答を知りたいので
教えてください。

(1)aは実数の定数とする。xの方程式x^2-ax+(a-1)^2=0が異なる2つの実数解を持つとする。
@aのとり得る値の範囲を求めよ。
A2つの解をA、Bとするとき、A^2B+AB^2のとり得る値の範囲を求めよ。
(2)OA=OB=OC=√35、AB=6、CA=4√2、∠BAC=45°の四面体OABCがある。
@辺BCの長さを求めよ。
A三角形ABCの外接円の半径を求めよ。
B四面体OABCの外接球の体積を求めよ。



32061.Re: お願いします
名前:ヨッシー    日付:5月1日(火) 9時41分
Size: 201 x 238, 2KB

(1)
[1] 判別式をとって、
 D=a^2-4(a-1)^2=-3a^2+8a-4>0
 3a^2-8a+4<0
 (3a-2)(a-2)<0
 3/2<a<2
[2] 解と係数の関係より
 A+B=a, AB=(a-1)^2
 A^2B+AB^2=AB(A+B)=a(a-1)^2
 3/2<a<2 の範囲では、a も a-1 も正で単調増加(a が大きいほど大きい)するので、
 3/8<A^2B+AB^2<2

(2)
[1] 余弦定理より
 BC^2=AB^2+AC^2−2AB・ACcos∠BAC
  =36+32−48=20
 BC=2√5
 (方眼紙に線を引いても求められます)
[2] 正弦定理より、外接円の半径をRとすると
 2R=BC/sin∠BAC=2√10
 R=√10
[3] △ABCの外心をDとすると、
 AD=BD=CD=√10
 一方、△ADO、△BDO、△CDOを考えると、
 OA=OB=OC
 AD=BD=CD
 DOは共通
 なので、いずれも合同な三角形となり、DOはDから延びた△ABCの垂線となります。
 すると、△ADOは直角三角形となり、三平方の定理より
 DO=√(35-10)=5
 △ADOにおいて、OAの中点をE、EからOAに垂直な線を引き
DOとの交点をFとすると、Fが外接球の中心となります。
 外接球の半径をrとすると、
(解法1)
 △DAFにおける三平方の定理より
  r^2=(√10)^2+(5−r)^2=r^2−10r+35
  r=3.5
(解法2)
 △ADOと△FEOは相似なので、
  OF:OE=OA:OD=√35:5
  OE=√35/2 より
  OF=(√35/2)√35÷5=3.5
よって、外接球の体積は、
 (4π/3)(7/2)^3=343π/6
 

http://yosshy.sansu.org/



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