chevron_left

メインカテゴリーを選択しなおす

cancel
ノリの悪い日記 http://port-k.com

古今東西の映画、ポピュラー音楽、その他をいまここに交錯させながら随想します。

以下のキーワードで検索すると、このブログの記事が上位に出てくるようです。「ドロレス・デル・リオ」「突貫勘太」「猿飛勘太」「画角にまつわる話」「周セン」「わかりやすい話」「新橋喜代三」「ニューヨーク23番通りで何が起こったか」「ドリーの冒険」「ヘレン・モーガン」等。なお、「わかりやすい話」は、「わかりにくさ」を「わかりやすさ」によって顕揚しようとする馬鹿げた記事です。

ノリ
フォロー
住所
大和市
出身
下関市
ブログ村参加

2015/10/24

arrow_drop_down
  • 陥没地帯 (239)

    次方程式の整数解を求めるやり方として, 共通テストで出題されるような簡単な問題は, 合同式で求めた方が早いと思うが, そうでない場合は, 連分数で求めることにしている. 不定方程式 の整数解 (特殊解) を見つけたかったら, を連分数展開して, の直前の近似分数 を求めてやると,という性質があるので,となり, , または, , が整数解のひとつとなる.例として, の場合には, だから, 整数解が存在する. まず, を連分数展開して, とし, 近似分数は最後の を切り捨てた,で, これを普通の分数に戻す.したがって,となって,, が特解として求まる. 後は, から,となって, と が互いに素であ…

  • 陥没地帯 (238)

    ずっと前 *1 に, 次の問題 ( 年東大文理共通) をやったことがあるけれども, 別解に気がついた. この問題は, フィボナッチ数列に関係している.【問】 は正の整数とする。 を で割った余りを とおく。 数列 は を満たすことを示せ。 に対して、 は ともに正の整数で、互いに素であることを証明せよ。【別解】 たとえば, として, を で実際に割ってみると, 商は,で, 余りは,となり, 各項の係数は, フィボナッチ数列に関連しているのではないかと予想できる. ここで, フィボナッチ数列 は, , として,で与えられる数列のことである.そこで, を で割った商を余りをと仮定し, これが正しい…

  • 陥没地帯 (237)

    年東大文理共通問題. 要するに連分数に関係した問題である. は答が黄金比と白銀比に関連している. は有理数の連分数がユークリッド互除法と同値であることを示せばよい.【問】 実数 の小数部分を, かつ が整数となる実数 のこととし, これを記号 で表す. 実数 に対して, 無限数列 の各項 () を次のように順次定める. のとき, のとき, のとき, 数列 を求めよ. 任意の自然数 に対して となるような 以上の実数 をすべて求めよ. が有理数であるとする. を整数 と自然数 を用いて と表すとき, 以上のすべての自然数 に対して, であることを示せ.【解】 したがって, から, である. これ…

  • 陥没地帯 (236)

    有限増分定理は, 森毅の著作 「現代の古典解析」で知った. 彼が訳したディユドネの「現代解析の基礎」では, 平均値の定理として「有限増分定理」を紹介している. ディユドネは, 平均値の定理の真価は等式にあるのではなく, 不等式にあるのだ. と書いている. 有限増分定理は, このような問題の場合, 数 で習う積分の不等式 (積分の単調性) を使って示せばよい. 年東大理系前期の問題. 【問】 【解】 のとき, のとき, (増減表を書いて) したがって, 題意を満たす. で, は単調増加であり, すべての について である. また の結果から, は連続で, である. また, だから, 再帰的に繰り…

  • 陥没地帯 (235)

    最初の問は, 黄金比 を使って計算量を減らせる問題. とか, の三角比は入試にはそれなりに出題されている. これはたしか東大の入試問題だったと思う. 【問】 , とおく. このとき, 以下のことが成り立つことを示せ. および は有理数である. 任意の自然数 に対し, は整数である.【解】 の正の解を とおく. から, また, から,したがって,となり, 有理数で表せる. のとき, , に についての帰納法の仮定を使えば, は整数なので, 題意は示される. //※ クレジットカードの縦横比は, ほぼ の黄金長方形のものである. 黄金長方形にはいろいろな性質が知られており, たとえば下図のような関…

  • 陥没地帯 (234)

    年の京大理系の問題.【問】 与えられた自然数 に対し, 数列 を , によって定める. ただし実数 に対し, は を超えない最大の整数を表す. および のとき, 数列 を求めよ. すべての自然数 に対し, 次の つの不等式 , が成り立つことを示せ. ならば, 以上のすべての整数 に対し, であることを示し, このときの の値を求めよ.【解】 のとき:, , , のとき, のとき:, , , のとき, まず, が成立することを数学的帰納法で示す. なお, が単調増加関数であること (つまり, であれば, であること) は証明なしに用いる. は自然数だから, で, したがって, となる. つまり…

  • 陥没地帯 (233)

    過去の入試問題から. 解いてから, すでに以前の記事で紹介済みであることに気がついた. 【問】 整数 に対し とおき, と定める. ただし, は虚数単位を表す. このとき, が任意の に対して成り立つような正の整数 をすべて求めよ.【解】 は, 任意の について整数となる。 を で割った余りに, の値を対応させる写像 , は全単射であるので, 任意の整数 について, ()を満たす正の整数 を求めればよい. をある整数として、上記の条件は となり, これから整数 についての恒等式, が得られる. 上式において とすると、 となるが, と は 互いに素なので, または である.さらに, とすると …

  • 陥没地帯 (232)

    気分を変えて, 過去の大学入試問題から.【問】 , は自然数で は定数とする. 平面上の点 を頂点とし, 原点と点 を通る放物線を考える. この放物線と 軸で囲まれる領域の面積を , この領域の内部および境界線上にある格子点の数を とする. このとき極限値を求めよ. ただし 平面上の格子点とは, その点の 座標と 座標がともに整数となる点のことである.【解】 都合により, ガウス記号を のように書くことにする.題意を満たす放物線を とおくと,から, となって, 放物線は, として定まる. これから,となる. (, は整数) 上の領域内または境界線上の格子点の数を とし, とおけば、であり, と…

  • 陥没地帯 (231)

    何題か基本問題で練習してみる.【例題 1】 [解] したがって, //【例題 2】 [解] ()とおくと, したがって, //【例題 3】 [解] ()とおくと, //【例題 4】 [解] ()とおくと, したがって, //【例題 5】 [解] //

  • 陥没地帯 (230)

    高校数学の積分計算をすっきり行うための必要事項をすでに述べたことも含めて以下にまとめておく. 逆三角関数 , が全単射となるよう, として, 逆双曲線関数 , が全単射となるよう, として, 三角関数の倍角の公式 (次数下げ) 基本関数の微分 部分分数分解例: 三角関数の有理関数三角関数の有理関数の不定積分 は, と置くことで, についての有理関数の不定積分に帰着できる.※ , の場合には, でよい. 次分数の 乗根を含む不定積分 次分数の 乗根 (, 自然数) を含む有理関数の不定積分, ()は, と置換すれば, についての有理関数の不定積分に帰着できる.※ もちろん, 上記には, の場合も…

  • 陥没地帯 (229)

    積分計算で, 三角関数の積を和に変えることが必要になることがあるが, 三角関数の積和公式は覚える必要はないし, 必要でもないので, 導出するだけ時間の無駄である.前回の記事で双曲線関数がそうであったように, と は同値なのだから, 後は加法定理を知っていればすぐに計算できる. ちなみに, この形は関数を偶関数と奇関数のパートに分割するときや, 対称式と交代式に分けるときなどにもでてきたりする.もちろん, 順番が入れ替わっていても,となって, 両者の結果は変わらない. 以下に例をいくつかあげる. 和積公式に至っては, さらに必要ない. たとえば,を積の形にしたかったら, 足して , 引いて とな…

  • 陥没地帯 (228)

    双曲線関数 , は, オイラーの公式と似ている,で定義された関数である. は,で定義される.である. これから,もすぐにわかる. 後は双曲線関数の加法定理,で, の符号が三角関数と違うことだけ覚えておけばよい. その他の公式は, 三角関数同様, すべてこれらから導ける.微分は実際に計算すれば,となる, 双曲線関数が全単射となるよう, とすれば, 逆関数 , , を定めることができる.逆関数 の微分を求めておくと, として, に注意して, したがって,となる. から, となり, から,となる. したがって,なので,という, 自然に憶えてしまう積分結果となる. さらに, から,なので,となる.次に…

  • 陥没地帯 (227)

    逆関数の積分というのは, 次のようなからくりになっている.求める逆関数の積分をとする. で置換積分することを考える. すると, だから,であり, したがって,となる. これを部分積分すると,となる.であり, さらに, を原始関数 で表わすことにすると,を得る.たとえば, () を考えると, で, 逆関数は, なので,となる. 前の記事の最後の例では, を求めておいて,となる. の部分は, 図形をイメージすればすぐにわかる. //

  • 陥没地帯 (226)

    他のやり方はあるが, 根号の中が, の 次の分数式なので, とおいて解く (積分範囲は, から までに変わる). から, で置換して, したがって,

  • 陥没地帯 (225)

    三角関数の有理式を積分する場合に, とおくのは有名だが, 計算がやや煩雑になるなので最後の手段で使うべきである. 前の記事 でもそうだったが, まず置換積分ができないか検討するのは, よい方略だと思う.たとえば, 不定積分,のような場合,だから, となって,と, と置く前にあっけなく解けてしまった. この定積分は, 「特殊な定積分」として, と置けと教わるが, 不定積分でもそんなにコストをかけずに解けることがわかった.これが,だと, と置いてもよいかなという気になる (置かなくても解けるが).だから,となる. 直角三角形で斜辺が , 他の辺が , の長さをイメージして, である. したがって,…

  • 陥没地帯 (224)

    下の図で, 平面 と直線 は垂直であるということをベクトルや座標を使わずに, 証明してみる. つの異なる平面が異なる 点を共有していれば, その つの平面は, その 点を通る直線を交線として含む. いま点 と を考え, その つの点を共に含む平面の中に, と がある. 感覚として受け入れることができようができまいが, 線分 はこの つの平面の交線である.直線が平面と垂直であることを証明するには, その直線が平面に含まれる つの直線と垂直であることを示せばよい. 線分 と は, 正方形の対角線同士だから, 直交している. と は垂直である. なぜなら, は, と にそれぞれ垂直なので, は平面 …

  • 陥没地帯 (223)

    東京都立高校 2017 年入試問題から. 簡単な問題だけれども, 立体の問題をきちんと説明するのは難しい.問 を含む切断面を求めるために, を通る の平行線 をひくと, は, 平面 上にある. 理由は前にも述べたように, と平行線を含む平面は, を含むが, と を含む平面はただ一つだからである. さらに, は平面 と平行である. なぜなら, 平面 と平面 の共有点はすべて直線 上に存在するが, は に平行で平面 と共有点を持たないからである.直線 と 上にはない点 は, 平面をただ一つ決定するが, その平面と平面 の交線 は, 直線 と平行である. なぜなら と平面 は平行で と は, 同一平…

  • 陥没地帯 (222)

    最近, 長々と数 の積分計算のやり方を教えていたのだが, せいぜい つぐらい計算すれば, 高校数学範囲内で必要な積分の計算の仕方が全部説明できるような例題セットはないのかなあと感じた.そう思っていたら, ネット動画に次の積分を紹介している人がいて, これは, その例題セットの 題に入れてもよいと思った. 後は, 角関数の次数下げや置換積分と, 部分積分のよい例題がいくつかあれば, それで充分な気がする.まず, と因数分解して, 部分分数の係数を求める.ここで, は実数である. 両辺に をかけて を代入して, まず を得る. 次に を代入して, を得る. 最後に を代入して, となる. したがっ…

  • 陥没地帯 (221)

    の因数分解をするのに, 平方完成すればよいという解説があって, それはその通りだなあと思ったんだけど, 別解として, いわゆる「とってがけ」の逆をやる方法があるんではないだろうかと思った. は で割れるから, つの数の最大公約数は である.元の式の因数分解をするかわりに,として, 両辺を で割ると,したがって, もとの式は, 定数項に をかけて,である. //※ 巷で「とってがけ」とか言われているのは, たとえば, を「たすきがけ」で因数分解するかわりに,を求めておいて,とするやり方のことを言う.

  • 陥没地帯 (220)

    例題をやっておく. 私立武蔵高校の 1980 年入試問題らしい.【問】 図のように三角柱 があり, , , である. 直線 の延長上に, となる点 をとる. 線分 の中点を とし, 線分 と平面 の交点を とする. このとき, 線分 の長さを求めよ.【解】線分 を含んでいる, 直線 と 上にはない点 で決まる平面 を考える. を通る に平行な直線は, 平面 に含まれている. この平行線は, 平面 と 点 で交わるので, 点 は平面 と平面 の共有点である. また点 も平面 と平面 の共有点である. したがって, は 直線 上にある. は, 上にもあるのだから, は と の交点である. は直角三…

  • 陥没地帯 (219)

    前の記事の関連で, 以下のような 点を含む平面 (もちろん平面はただ一つに決まる) による立方体の切断面を決定する手順を考えてみる.まず, 点を結ぶしかない.一番手前の赤丸が存在している (立方体の) 稜線 ともう一方の底面に存在している赤丸を含む平面 は, 先程二つの赤丸を結んだ直線を含む (なぜなら, 平面上の任意の 点を結んだ直線をすべて含むのが平面だから). また, 平面 は, 稜線 に平行で, かつ底面の赤丸を通る平行線も含む. なぜなら, 平行線はねじれと違って, 同一面上にある共有点をもたない直線同士でしか定義できないし, 稜線と赤丸を含む平面はただ一つしかないからである.そうす…

  • 陥没地帯 (218)

    斜軸回転体の体積を求める有名問題だが, 計算したことがないので, 計算してみる. 立方体の切断面は中学受験から大学受験まで大活躍である.【問】座標空間内で, , , , , , , , を頂点にもつ立方体を考える. この立方体を対角線 を軸にして回転させて得られる回転体の体積を求めよ.【解】 対角線 上の点を () とする, を含み, と直交する平面は,で与えられる. が を出発し, 直交面が 点 , , を含むまで ( のとき) は, 直交面は, 線分 , , と交り, 切り口は正三角形となる.この間 () の回転体は円錐であり, のとき,で, だから円錐の体積は,となる, 次に直交面が点 …

  • 陥没地帯 (217)

    これって, 思わず無駄な計算をしそうになる.【問】 次方程式 の つの解がともに正の整数となるような の値をすべて求めよ. 更に, その の値のそれぞれに対する方程式 の解を求めよ.[解] つの整数解を , ( とする) とおくと, 解と係数の関係から,したがって,となるが, 少し変形すればとなる. だから,, , である. したがって,, , となり, の値は, から, それぞれ, , , である.//

  • 陥没地帯 (216)

    これも余事象を使って解いた方が手っ取り早い.【問】 の 次方程式が, の範囲にただ つの実数解をもつ条件を求めよ.【解】 まず, 少なくとも つの実数解をもつ条件を求める.判別式,から, , が得られる.とおいて, 解をもたない かつ の余事象 または を求めると, または だから, 合併は, 実数全体である. 実数解をもつ条件との共通部分は,, となる. ここから, 軸が範囲内にないとき, ( つの) 実数解を範囲内にもたない場合を除けばよい. で の場合このような場合は存在しないことがすぐにわかる. で の場合このような場合も存在しないことがすぐにわかる.以上から, 範囲内に少なくとも一つ…

arrow_drop_down

ブログリーダー」を活用して、ノリさんをフォローしませんか?

ハンドル名
ノリさん
ブログタイトル
ノリの悪い日記
フォロー
ノリの悪い日記

にほんブログ村 カテゴリー一覧

商用