むらさんからの質問
問題
X = 4L1/4{(w/r)L}1/4
を L について解く。
解答
指数に関するいくつかの公式があります。
aman = am+n
am/an = am-n
(ab)m=ambm
(am)n=amn
a-m=1/am
などです。
これらは、指数が整数の時は、簡単に示せます。
それを、整数以外の実数(ときには複素数)にも応用します。
まず、 L1/4 の意味ですが、
L1/4 ×L1/4 ×L1/4 ×L1/4=L1/4+1/4+1/4+1/4=L
となり、『4乗して L になる数』という意味です。
きっちりした値になる例をあげると、
161/4 = 2, 811/4 = 3, 2561/4 = 4 などです。
きっちりしない値の場合は、そのまま 51/4 のように書いたり、
と書いたりします。
さて、問題の方ですが、公式を使って、機械的に解いてみます。 | |
X = 4L1/4{(w/r)L}1/4 | |
カッコをはずして X = 4L1/4(w/r)1/4L1/4 |
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整理して X = 4L1/2(w/r)1/4 |
←L1/4×L1/4=L1/4+1/4=L1/2 |
両辺2乗して X2 = 16L(w/r)1/2 |
←{(w/r)1/4}2 = (w/r)1/4×2 = (w/r)1/2 |
L について整理して L = (X2/16) ÷ (w/r)1/2 = (X2/16)・(r/w)1/2 |
←1/(w/r)1/2 = (w/r)-1/2 = w-1/2/r-1/2 = 1/w1/2÷1/r1/2 = r1/2/w1/2=(r/w)1/2 |