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数学 高校生

(3)の面積を求める問題はベータ関数を使う以外に方法はないのでしょうか? また、入試でベータ関数は使っていいですか?

80 兵庫医科大<記述 (過程含む)> 曲線 C: y=x^-9x3 +27x2 -31x + 12 が 1本の直線と異なる2点P, Qで接する。 次の問いに答えなさい。 (1)x軸,y軸との共有点をすべて求め,それらの座標を使って曲線Cのグラフの概 形を描きなさい。 (2) 直線 PQ の方程式を求めなさい。 (3) 曲線 Cと直線 PQ で囲まれた部分の面積を求めなさい。 (1) 着眼点 (1) 因数分解する。 (2) 接点の座標を(t, -9t+27f2-31t+12) とおいた接線とCが,さらに異なる点 で接する条件を考える。 または、接線の方程式をy=g(x) とおき, 2点P,Qのx座標をpg とおくと x-9x3 +27x2-31x+12-g(x)=(x-p)2(x-g)2 はxの恒等式となる。 (3) Cの方程式から接線の方程式を引き, 接点間で定積分する。 解法 Cと軸との共有点の座標は (0,12) C:y=x-9x3+ 27x2 -31x + 12 ......① また、①の右辺をf(x) とおくと 1 -9 27 -31 12 f(1) = 0 1 -8 19 -12 であるから, 右の組立除法により 1 -8 19 -12 0 y=(x-1)(x-3)(x-4 1 -7 12 と変形できるから, Cとx軸との共有点は (1, 0), (3, 0), (4, 0) 3 1 -7 12 0 3. -12 よって,Cのグラフは下図のようになる。 1 -4 0 Ay 12 O 3 x (2)Cと直線の接点の座標を (t, t-9t3 + 27t2-31t12) とおくと

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数学 高校生

このような問題なんですが、2枚目の写真のようにここから先に進ところが意味がわかりません。 また、=kとおくのはどんな意図があるんですか。

198 基本例 124 領域と1次式の最大・ 000 x,yが2つの不等式xyy-2x+5 を満たすとき, x+yの最大 び最小値を求めよ。 指針 連立不等式の表す領域 A を図示し, x+y=kとおいて,直線x+y=kが簡 有点をもつようなんの値の範囲を調べる。 境界線に円弧が現れるが、このような には、領域の端の点や円弧との接点でkの値が最大・最小になることが多い 看 検討 "=k" & 例題 12 直 最小値: みよう 円x2+ をP(1 すると 更に, 領域と最大・最小 CHART 多角形 頂点 境界線上の点 放物線・円 → 角(かど)の点、接点 に注目 であ の傾 に分 x2+y2=10.. 解答 ②①に代入すると ...... ①y=-2x+5 ...... ②とする。 x2+(-2x+5)=10 傾 整理して x2-4x+3=0 x=1,3 よって 10- x=3のとき y=-1 x=1のとき y=3, ②から ゆえに,円 ①と直線 ② の共有点の座標は ① -10 0 (1, 3), (3, -1) 連立不等式 x2+y'≦10, y≧-2x+5 の表す領域 A は 図の斜線部分である。 ただし、 境界線を含む。 10 ③ x+y=k とおくと,これは傾き-1, y切片んの直線を表す。 図から直線③が円 ① と第1象限で接するとき,kの値 は最大になる。 ① ③ を連立して x2+(k-x)^2=10 整理して 2x2-2kx+k2-10=0 xの2次方程式④ の判別式をDとすると D 2=(-k)-2(k^-10)=-k²+20 4 直線 ③が円 ①に接するための条件は よって -k'+20=0 ゆえに D=0 k=±2√5 第1象限ではx>0,y>0であるから, ③よりk>0で k=2√5 このとき ④の重解は -2.2/5 31 x=- == =√5 2-2 ③から 次に、直線②の傾きは-2, 直線 ③の傾きは -1 で, y=2√5-√√5=√√5 -2<-1であるから,図より,kの値が最小となるのは, 直線 ③が点 (3,-1) を通るときである。 このときの値は 3+(-1)=2 したがって x=√5,y=√5のとき最大値 2√5; x=3, y=1のとき最小値 2 <直線 y=-x+kを Aと共有点を 平行移動 片kの値が最大 ところをさがす T ■2次方程式 ax²+bx+c= が重解をもつとき 重解はx=20 直線 ②と③の 較。 練習 ③ 124

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数学 高校生

青いところの式の変換が分かりません

3つの不等式≧ 0, y≧0 2x+y/2n (nは目然数)で表さ れる領域をDとする. (1) Dに含まれ, 直線 x=k (k=0, 1, ..., n) 上にある格子点) (x座標もy座標も整数の点)の個数をんで表せ。 (2) Dに含まれる格子点の総数をnで表せ. 精講 計算の応用例として, 格子点の個数を求める問題があります。こ れは様々なレベルの大学で入試問題として出題されています。 格子点の含まれている領域が具体的に表されていれば図をかいて 上げることもできますが,このように, nが入ってくると数える手段を知ら ないと解答できません. その手段とは,ポイントに書いてある考え方です。 ポイントによれば, 直線 y=k でもできそうに書いてありますが、 こちらを 使った解答は (別解) で確認してください。 解答 (1) 直線 x=k上にある格子点は 2n x=k (k, 0), (k, 1), …, (k, 2n-2k) の (2n-2k+1) 個. 2n-2k 注 y座標だけを見ていくと, 個数がわかります. (2)(1)の結果に,k= 0, 1, ..., n を代入して, すべ て加えたものが,Dに含まれる格子点の総数. 0 I n 2 (2n-2k+1) 22 = k=0 n+1 {(2n+1)+1} 2 =(n+1)2 ◆等差数列で ◆等差数列の和の公式 注 計算をする式がんの1次式のとき、その式は等差数列の和を しているので、12/2(a+αm) (Ⅲ)を使って計算していますが、もら ろん、(2n+1)-2々として計算してもかまいません。 k=0

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数学 高校生

命題の証明 3の倍数でないことをいうため、3×整数+1 または3×整数+2 の形の式を作りたいです。 9k²+9k+4を3でくくると3(3k²+3k+1)+1 9k²+15k+8を3でくくると3(3k²+5k+2)+2 となぜなるんですか?4を3でくくると普通×3分の1で... 続きを読む

次式について 対偶「nが3の倍数でないならば、 hath+2は3の倍数でない」 nが3の倍数でないとき。 12 [REPEAT 数学Ⅰ 問題114] (1) の方が示しやすい。(代入しやすい) n は整数とする。次の命題を証明せよ。(10点)結論→対偶を利用 仮定²+n+2が3の倍数ならば,nは3の倍数である。 するといい 1次式について を証明すればよい。 kを整数とし、←人事 全ての数は、 3k,3k+1, k=0で0 1 ' 38+2 . 2 kを整数として、n=3k+1 k=1で3 4 5 または、n=3k+2 と表されるので、 k=2で6 7 8 (i) h=3k+1のとき、 n²+n+2 =(3+1)+(3k+1)+2 =9k2+9k+4 = 3(3R2+3R+1)+1← 3k2+3k+1は整数より、 hth+23の倍数でない。 (1) n=3k+2のとき(と 3の倍数3の倍数3の倍数 である でない でない 整数 3x+ の形 4k+1 ※同じように 40 5の 60 44k 倍数 5k 倍数 6k 倍数 4k+25k+2 5k+1 6k+1 6k+2 整数 hath+2 =(3k+2)+(3k+2)+2 同 3x+2 4k+3 15k+3 16k+3 =9k²+15k+8 =3(3k²+5k+2)+25 の形 4の倍数 5k+4 6RT4 でない 5の倍数 6k+5 対偶が真より でない 3k25k+2は整数より もとの命題も真 ++2、3の倍数でない。 と表せる。 6の倍数 でない

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数学 高校生

どうして②が実数解をもつことがtの範囲につながるんですか??

腰例題 122 2変数関数の最大・最小 (4) xyがx+y=2を満たすとき, 2x +yのとりうる値の最大値と最小値を一 よ。また、そのときのx, yの値を求めよ。 [類 南山大〕 基本101 条件式は文字を減らす方針でいきたいが、条件式x'+y=2から文 字を減らしても, 2x+yはx,yについての1次式であるからうま くいかない。 そこで,2x+y=tとおき, tのとりうる値の範囲を調べることで, 最大値と最小値を求める。 →2x+y=t を y=t-2x と変形し, x2+y2=2に代入して」を消 去するとx2+ (t-2x) =2となり, xの2次方程式になる。 xは実数であるから,この方程式が実数解をもつ条件を利用する。 実数解をもつ⇔D≧0 の利用。 CHART 最大・最小 = t とおいて,実数解をもつ条件利用 見方をか 八える 203 2x+y=t とおくと y=t-2x ① これをx2+y2=2に代入すると x2+(t-2x)2=2 整理すると 5x2 -4tx+t2-2=0 ...... このxについての2次方程式② が実数解をもつための 条件は、②の判別式をDとすると D≧0 D ここで =(-2t)2-5(2-2)=-(2-10) 4 参考 実数a, b, x, y に ついて,次の不等式が成り 立つ(コーシー・シュワル ツの不等式)。 (ax+by)(a+b²)(x²+y²) [等号成立は ay=bx] この不等式にα=2,6=1 を代入することで解くこと もできる。 D≧0 から t2-10≤0 これを解いて -√10 ≤t≤√10 ✓もの範囲! -4t_2t t=±√10 のとき,D=0で,②は重解x=- 2.5 を 5 のとき, ② は ±√10 もつ。=±√10 のとき 2/10 x=± 5 ①から √10 y=± (複号同順) 5 よって 210 10 x= y= のとき最大値 10 5 x=- 2/10 5 10 y=- のとき最小値10 5x2 +4√10x+8=0 よって (√5x=2√2) 20 ゆえに x=± 2√2 2√10 √√5 ・=土・ √10 ① から y=± 5 (複号同順) 5 5 としてもよい。

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数学 高校生

xやyの変域の条件を式から見つけて、作るのが苦手です。何が良い方法はないでしょうか?? この問題で言うと、y^2≧0 からxの範囲を定めるところ等です。

重要 例題 104 条件つきの最大・最小 (2) 文 00000 xyがx+2y=1 を満たすとき,2x+3yPの最大値と最小値を求めよ。 CHART & THINKING 条件の式 文字を減らす方針でいく 変域にも注意 p.124 重要例題 72 は条件式が1次式であったが, 2次式の場合も方針は同じ。 条件式を利用して,文字を減らす方針でいく。 このとき,次の2点に注意しよう。 [1] x, yのどちらを消去したらよいか? 重要 72 →2x+3y2のxは1次,yは2次である。x+2y=1から2=(xの式)としてyを消 L2次 去する。 [2] 残った文字の変域はどうなるか? 2次↑ 問題文にはx,yの変域が与えられていないが, (実数) 2≧0 を利用すると,消去する yの変域 (y'≧0) からxの変域がわかる。 解答 x+2y=1からy=1/2(1-x)・・・① 41 ←を消去する。 y2≧0 であるから 1x20 すなわち x²-1≤0 (x+1)(x-1)≦0 から -1≤x≤1 ...... 2 よって 2x+3y2=2x+2/22 (1-x2)=1/2x2+2x+ 3 ◆消去する文字の条件 (2≧0) を,残る文字 の条件(-1≦x≦1) にお き換える。 [s] 0 2 13 x- + 2 3 6 13f(x) 基本形に変形。 6 この式を f(x) とすると, ② の範囲で 20 -3x²+2x+3/23 21 f(x)はx=/2/23 で最大値 13 6 11 1 0 3 3 x=-1 で最小値 -2 12-3 X 1 == をとる。 また, ①から -2 5 x=1/3のとき y=1/2(1-1) - 18 +9 √10 -- 3 √(x-2)² + 13 よって y=± 6 x=-1 のとき y2=0 よって y=0 したがって (x, y) = (1/3, √10 13 土 で最大値 6 6 (x, y)=(-1, 0) で最小値 -2 ink 設問で要求されてい なくても,最大値・最小値 を与えるxyの値は示し ておくようにしよう。

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数学 高校生

部分分数の分解なんですが、分子がa,b,cの定数の時とbx+cとかの一次関数がでてくる時があるのはなんでですか?見分け方はありますか?

数学Ⅲ A問題,B問題, 応用問題 [a, c の値める]恰 式の両 x(x+ 掛けて 3x+2=(x+1)2+bx(x+1)+cx x=0 とすると 2=a x=1 とすると1=-c x=1 とすると よって a=2,b=-2,c=1 5=4a+26+c 逆に、このとき,与えられた等式は成り立つ。 X800 222 指 針 これらを解くと 部分分数の分解は、よく出てくる次の形を覚 えておくとよい。 a bx+c + (2) とおく。 x(x2+1) x x2+1 両辺にx(x2+1) を掛けて 1=a(x2+1)+x(bx+c) 右辺を xについて整理すると 1=(a+b)x2+cx+a 両辺の同じ次数の項の係数を比較して a+b=0,c=0, a=1 a=1,b=-1,c=0 よって与式=S x dx x x2+1 mx+n a b + (xa)(x-β) x²+mx+n x-α x-β =S{ 1 (x2+1) 2 x2+1 1 =log|x|--/2log(x2+1)+C dx ① *2 a b C + + (xa)(x-β)2 x-α x-B (x-β)2 >as 1 x2 lxe+mx+n (xa)(x²+x+g) bx+c + = -log- +C 2+1 x-α x2+px+g (p2-4g < 0 ) 別解 [部分分数に分解] a bx+c + 1 a b C aia x(x2+1) x x2+1 (1) + x2(x+2) x+2 x 両辺にx(x+2) を掛けて 1=ax2+bx(x+2)+ c(x+2) x" とおく。 両辺にx(x2+1) を掛けて 1 = a(x2+1) + xbx+c) x=0 とすると 1=a x=1 とすると 右辺をxについて整理すると S+raies= x=-1とすると 1=2a+b+c_ 1=2a+b-c at 1= (a+b)x2+ (2b+c)x+2c 両辺の同じ次数の項の係数を比較してmal= a+b=0,2b+c=0, 2c=1 よって a=1,b=-1,c=0 逆に,このとき①は成り立つ。 x2+1 a a=- これらを解くと=121b120=1/2 (3) + C= 4-5x2+4 x2-4 b x2-1 とおく。 4' 2 = って 与式=- 1 1 2 両辺に (x2-4)(x-1) を掛けて x2+1=α(x2-1)+6(x2-4) + x+2 2 dx200 x x" =1/loglx+21-10gx-2)+C +C =1/108x+2-12/24 + [別解 [部分分数に分解] 1 右辺をxについて整理すると x2+1=(a+b)x2-a-4b 両辺の同じ次数の項の係数を比較して a+b=1, -a-4b=1 5 これらを解くとa=,b=13 2 a b 5 dx 2 dx C + + x x2 よって = x²-1 5 1 dx x^2(x+2)x+2 とおく。 両辺にx(x+2) を掛けて 1=ax2+bxx+2)+ c(x+2) x=-2 とすると x=0 とすると x=1 とすると 1=4a 1=2c 1=a+36+3c 定款 (1 (3) 12(x-2 x+2 (311)dx x+1 n 5 1 (1og|x-2|-log|x+2) 12 1 1 C= 2 -12 (1oglx-11-10g|x+1)+C a=11, b = −1 逆に、このとき ①は成り立つ。 x

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