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 高校数学Ⅲ、微分法の応用問題です。画像右側の「課題4」の解き方が分かりません。解答法を教えて頂けますと助かります。よろしくお願いします。

196 15 20 ○○○○2 最短のケーブルで都市をつなぐ方法 3つの都市の位置を地図上で確認したところ, 右のような△ABC の頂点上にあった。 このと き、どのように結べばケーブルの長さの総和が 10 最小になるだろうか。 座標平面を利用して考え B てみよう。 学習のテーマ 微分法の応用 複数の都市をネットワーク回線でつなげることを考える。このとき, コ ストを低くするためには、つなげるケーブルの長さの総和をできるだけ 短くする必要がある。 各都市をどのようにケーブルでつなげればよいか 考えてみよう。 H 3 3点をA(0, 3), B(2,0),C(20) とする。 △ABC の周および内部 に点Pをとるとき, AP+BP+CPが最小となる点Pの座標と, その ときの AP + BP + CP の最小値を求めてみよう。 ただし, AP +BP+CP が最小となるのは, 点PがABC の対称軸上にある ときであることがわかっている。 [2] ABCの最大の角が120°より大きい場合 △ABCの最大の角をはさむ2辺で3点を結ぶ 4 一般に, 3点A,B,Cを線分で結んでつなげるとき, その線分の長さ の総和が最小となるのは,次のように結んだときであることが知られて いる。 [1] ABC の最大の角が120° より小さい場合 [1] △ABCの内部に点Pをとり, 点Pから3点を 結ぶ B・ [2] B C A C 5 10 15 次に、他の4つの都市の位置を地図上で確認したところ, 正方形の 点上にあった。 ある生徒は, この4つの都市を右のように対角 Ar 線状につなげれば, ケーブルの長さの総和が最小 になると考えた。 点Pは対角線の交点である。 課題 4 R 前ページのことを利用すると、 正方形の内部 A に2点Q, R をとり、 右の図のようにして4 つの都市を結んだ方が, ケーブルの長さの総 和が短くなる場合があることがわかる。 その理由を考えてみよう。 B Q 課題学習 P R D 課題4のように正方形の内部に 2点 Q, R をとるとき, AQ+BQ+QR+CR+DR が最小となるときのつなげ方が, ケーブルの 長さの総和を最小にして、 正方形の頂点上にある4つの都市をつなげる 方法である。 2点 Q, R をどの位置にとればよいか, 座標平面を利用して考えてみ よう。 まとめの課題2 4点A(-1, 1), B(-1, -1), C(1, 1), D (11) がある。 実数 αが 0<a≦1の範囲にあるとき, 2点Q(-α,0), R (α, 0) を考える。このとき 20 5本の線分の長さの和 AQ+BQ+QR+CR+DR が最小となるようなaの植 を微分法を利用して求めてみよう。 *

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赤線で囲ったところですがなぜなのですか? 教えて下さい

*2の倍数(2.、4、8、…)は定義から素数ではないので、2の倍数全てに斜線を引いて消す。 ※2以降に並んでいる数について1つおきに斜線を引けば良い。(2個目ごとに斜線で消す) 次の数の3は、斜線が引かれていない。つまり、3より小さな1以外の数の倍数ではない。 したがって、1とその数自身(3)以外に約数が無いので、素数と分かる。○で囲っておく。 *3の倍数(3、6、9、…)は定義から素数ではないので、3の倍数全てに斜線を引いて消す。 ※3以降に並んでいる数について3個目ごとに斜線を引く。 次の数の4は、2の倍数としてすでに斜線が引かれているので、飛ばす。 *次の数の5は、斜線が引かれていない。つまり、5より小さな1以外の数の倍数ではない。 したがって、1とその数自身(5)以外に約数が無いので、素数と分かる。○で囲っておく。 *5の倍数(5.、10、15、…)は定義から素数ではないので、5の倍数全てに斜線を引いて消す。 *次の数の6は、2および3の倍数としてすでに斜線が引かれているので、飛ばす。 次の数の7は、斜線が引かれていない。つまり、7より小さな1以外の数の倍数ではない。 したがって、1とその数自身(7)以外に約数が無いので、素数と分かる。○で囲っておく。 *7の倍数(7、14、、21…)は定義から素数ではないので、7の倍数全てに斜線を引いて消す。 見つけ出したい範囲の一番大きな数の(正の)平方根の値まで上の手順を行なった段階で、斜線 が引かれずに残っている数は全て素数なので、○で囲う。 ワークシート(1)の 1.の問題なら、一番大きな数は 50 であり、50 の(正の)平方根は V50 = 7.071067812 .なので、7の倍数に斜線を引いて消した段階で、斜線を引かれずに残っている 数(11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47)は全て素数。 たとえば 1000 までの数の中にある素数を見つけるのであれば、1000 の(正の)平方根の値は V1000 = 31.6227766 なので、31 までの素数の倍数に斜線を引いて消した後に残った数は全て素数。 1~1000 までの素数: 2,3, 5,7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31,37,41,43,47,53, 59, 61, 67,71, 73, 79, 83, 89, 97, 101, 103, 107, 109, 113, 127, 131, 137, 139, 149, 151, 157, 163, 167, 173, 179, 181, 191, 193, 197, 199, 211, 223, 227, 229, 233,239, 241, 251, 257, 263, 269, 271, 277, 281, 283, 293, 307, 311, 313, 317, 331, 337, 347, 349,353, 359, 367, 373, 379, 383, 389, 397,401, 409, 419, 421, 431, 433, 439, 443, 449, 457, 461, 463, 467, 479,487, 491, 499, 503, 509,521, 523, 541, 547, 557, 563, 569, 571, 577, 587, 593,599, 601, 607, 613, 617, 619, 631, 641, 643, 647, 653, 659, 661, 673, 677, 683, 691, 701, 709, 719, 727, 733, 739, 743, 751, 757, 761,769, 773, 787, 797, 809, 811, 821, 823, 827, 829, 839, 853, 857, 859, 863, 877, 881, 883, 887,907, 911, 919, 929, 937, 941,947, 953,967, 971,977, 983, 991, 997 ところで「エラトステネスのふるい」の手順の最後の部分、「見つけ出したい範囲の一番大きな数 の(正の)平方根の値まで」チェックし終わった時点で残っている数は、なぜ全て素数と言えるの でしょうか。(1~1000 までの例であれば、31 までの素数の倍数ではなくても、もっと大きな素数 (37 とか41とか)の倍数が斜線を引かれずに残っている可能性はなぜないのか)

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