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物理 高校生

高校物理の電気の問題です (5)で解答のような形になるのがよく分かりません どういうポイントを意識して概形を書けばいいのでしょうか 解説おねがいします!!

88 13 静電気力と電場 B 107. 〈電気力線> 思考 応用問題 平面上において,距離[m] だけ離れた2点A,Bに電荷を固定したときの電気力線に ついて考える。点の座標を (12/20) 点Bの座標を (120) として次の設問に答えよ。 [A] A,Bに等しい正電荷Q [C] を置いた場合を考える。 +(1) xy平面上の電気力線のようすを, 向きも含めて図示せよ。 (2) Q が 5.0×10-12C, lが 6.0×10m とする。 y軸上で原点から 4.0×10mだけ離 れた点に静かに置いた大きさの無視できる荷電粒子が, 無限遠方に達したときの速度を 求めよ。ただし,荷電粒子の電荷を 1.6×10 -1°C, 質量を 9.0×10-31 kg とする。 また。 クーロンの法則の比例定数を 9.0×10°N・m²/C2 とする。 [B]点A,点BにそれぞれQ[C], [C] (Q>0)の電荷を置いた場合を考える。 図 (1) 電位が0 (無限遠方と同じ) となる点 (x, y) が満たす方程式を求めよ。 それはxy 平面 上でどのような図形を表すか。 (2)x軸上の点Pに電荷を置くと,それにはたらく力が0になった。 点Pの座標を求めよ。 記(3)点Bを中心とする円周上で, 電位が最も低い点はx軸上(ただしx>-1/2)にある。その 理由を説明せよ。 +(4) 点Aを出た電気力線は, 一部は点Bに, 一部は無限遠方に達する。 線分AB となす角 度0で点Aを出た電気力線が点Bに入るとき, 0がとりうる範囲を理由とともに答えよ。 ただし,電気力線のふるまいを考える際, 点Aのごく近くにおいては, 点Bに置いた電 荷からの影響は無視してよい。 図(5) 設問 〔B〕 (1) から設問 〔B〕 (4) の結果を参考にして, xy 平面上の電気力線のようすを 向きも含めて特徴がわかるように図示せよ。 なお,図には点A, 点 B, 点Pの位置をそ 〔東京大〕 れぞれ示すとともに, 設問 〔B〕 (1) で求めた図形を点線でかき加えよ。

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数学 高校生

微積分の問題で(2)についてです。Y=X^3-4X^2+4Xの極大値(2/3,32/27)をY=KXに代入して求めた傾き(K)よりも小さけ れば共有点を2個もつと考えたのですが間違っていました。どこで間違えてるのか教えてほしいです🙏🏻

微分法・積分法 3次関数のグラフ a=0, b=0のとき y=x³ y=3x で x=00 a=0, x=0のときは0となるから、Cの形はGである。 b=1のとき y=x+x Cの概形はG2 である。 AB y=3x2+1 で すべてのxについて>0となり、増加関数であるから AC a=-2.6=0のとき y=x-2x y=3x²-4x=3x(x-1) 4 3=0より x=0.1/2 0 となりの増減表は次のようになる。 XC + 0 - y' 0 1430 + 32 y 27 よって、Cの概形はGである。 A D () a=-4,6=4のとき y=x-4x2+4x y' =3x²-8x+4 = (x-2)(x-2) y=0より x= 2 3' 2 となり、yの増減表は次のようになる。 A G, G2 とも増加関数であるが、 (ア)ではC上の原点における接線 この傾きが0となるから, G. G2 のうちGが正しいグラフとな る。 B 曲線 y=f(x) 上の点(a.f (a)) における曲線の接線の傾きは f'(a) C (ア)の場合と違って、x軸に平行 となる接線が引けないような増 加関数であるから, G. G2 の うち G2 が正しいグラフとなる。 x ... y' 3 y + 23037 .... 2 0 + E 0 よって、Cの概形は G3 である。 (ア)~(エ)から、G1~G の曲線Cの概形の組合せは②となる。 |(2) a=-4,b=4 のとき y=x4x2+4x 上の原点における接線の 方程式はx=0 のとき,y'=4であるから F y=4x 右の図より求めるkの値の範囲は 0<k<4 2 y 2 y=x-4x²+4x/ y=4x y=kx 0 2 x 増減表からCは原点でx軸に 接している。 E 増減表から、Cは点 (20) x に接している。 F 接線の方程式 曲線 y=f(x) 上の点 (a.f (a)) における曲線の接線の方程式は y-f(a)=f'(a)(x-a) Point 2=0のとき=4(60)をまから 傾き ここを代入して (1) では、 導関数の符号を把握して3次関数のグラフの増減が正しく理解でき |ているかが問われている。 (2)では,曲線 y=x4x²+4x は原点を通りx と接することがわかっている。そのことを利用して直線 y=kxとの共有 点の考察をしていけばよい。 G 直線 y=kx の傾きが0より大 きく4より小さいとき、 曲線 y=x-4.x +4x と直線 y=kxx>0における共有 点は2個となる。 -79-

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