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2021/08/18

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  • べき乗とは? ③有理数乗

    有理数乗は累乗根により定義されます。 また、有理数乗には、整数乗と同様の計算法則が成り立ちます。

  • 累乗根とは?

    累乗根とは、自然数nと任意の数aについて、n乗してある数aになる数の総称です。n乗根とも呼ばれます。 aが正の数のとき、aのn乗根の中にただ1つだけ正の数が存在し、これは根号をつけて表すことができます。

  • べき乗とは? ②整数乗(0乗、負の整数乗への拡張)

    累乗は指数が自然数でしたが、指数の範囲を整数全体に拡張して考えることができます。 0乗と負の整数乗とはどんな数か、そして整数乗で成り立つ計算法則を紹介します。

  • べき乗とは? ①累乗(自然数乗)

    べき乗とは、a^nという形で表される計算方法のことです。 べき乗の1つである累乗とは、指数が自然数のべき乗(自然数乗)のことで、累乗a^nはaをn個掛け合わせることを表します。

  • 三角形の頂点の位置を求める(三角関数・測量)

    三角形状に並べたブロックの1つの頂点を原点として他の頂点の座標を求める問題と解説です。

  • 定積分の性質 King Property

    King Propertyとは、積分区間の中央を軸として対称移動させた関数に置き換えても定積分の値は変わらないという性質のことです。

  • 多項式の因数分解公式

    xの2次式、3次式以外の多項式の因数分解公式も因数分解の基本である共通因数の括りだしによって導き出すことができるので、各公式の導出をしてみます。

  • xの3次式の因数分解公式

    xの3次式の因数分解公式はいずれも因数分解の基本、共通因数の括りだしで導き出すことができます。 xの3次式の因数分解公式それぞれの導出をしてみます。

  • xの2次式の因数分解で使う因数分解公式

    xの2次式の因数分解公式はいずれも因数分解の基本、共通因数の括りだしで導き出すことができます。 xの2次式の因数分解公式それぞれの導出をしてみます。

  • x^2の係数が1以外のxの2次式の因数分解

    x^2の係数が1でない2次式px^2+qx+rを因数分解するとき、整数係数の範囲の場合はたすき掛けをします。 たすき掛けで因数分解できなかったり整数係数以外の範囲で因数分解するときは、2次式からx^2の係数pを括りだし、x^2の係数が1の2次式をつくりだして因数分解します。

  • x^2の係数が1のxの2次式の因数分解

    xの2次式x^2+px+q(p,q:実数)の因数分解はそれぞれの場合で適した方法があります。 x^2+px+qの因数分解方法をまとめてみました。

  • 多項式の因数分解とは?

    多項式の因数分解とは、1つの多項式を複数の整式の積の形で表すことです。これは、展開式を展開前の状態に戻す操作でもあります。 多項式の因数分解の基本は、共通因数を括りだすことです。

  • 式の展開とは?(分配法則、乗法公式)

    式の展開とは、単項式や多項式を掛け合わせて1つの多項式にすることです。 式の展開は、分配法則を利用して行います。 特定の多項式の掛け算における展開は公式となっており、これのことを展開公式や乗法公式といいます。

  • 二項定理とは?

    二項定理とは、(a+b)^nという2項式の累乗の展開式において、a^{n-k}b^kの係数はn個からk個選び出すときの選び方の総数に等しいという定理です。 この定理により、組み合わせの総数として求められる係数のことを二項係数といいます。

  • 自己交叉する多角形の辺がつくる角の大きさの和を求める

    2本の辺が互いに交わって内部に三角形ができている自己交叉する多角形の角の和は、補助線を引いて単純な多角形をつくることで求めることができるようになります。

  • 等差数列の第n部分和の極限(等差級数)

    無限等差数列のすべての項の総和のことを等差級数といい、第n部分和のnを限りなく大きくしたときの極限によって求めることができます。 初項a、公差dの等差級数は、a=d=0のときだけ0に収束し、それ以外の場合は発散して値をもちません。

  • 等比数列の第n部分和の極限(等比級数)

    無限等比数列のすべての項の和を等比級数といい、等比数列の第n部分和のnを限りなく大きくしたときの極限によって求めることができます。 初項a、公比rの等比級数はrによって大きく2つの場合があり、 r <1のとき、a/(1-r)に収束し、 r ≧1のとき発散して値をもたなくなります。

  • 無限数列の和(級数・第n部分和の極限)

    級数とは、無限数列の無限個あるすべての項の総和のことです。 級数は、第n部分和のnを限りなく大きくしたときの極限によって求められ、数列によって発散するものやある値に収束するものがあります。

  • 初項0または公比0の等比数列は存在するか?

    初項0または公比0の等比数列というのが存在するのかを等比数列の定義から調べてみます。

  • 等比数列の項はnが大きくなるとどうなるか?(等比数列の極限)

    等比数列ar^{n-1}(a:初項、r:公比、n:自然数) のnが大きくなったときの性質は公比rによって変わります。 r <1のとき、等比数列は0に収束します。 r=1のとき、等比数列はaに収束します。 r >1またはr=-1のとき、等比数列は発散します。

  • 一般項が等差数列と等比数列の積となっている数列の第n部分和

    一般項が等差数列と等比数列の積となっている数列の第n部分和は、n個の項の総和とそれに等比数列の公比を掛けたものとの差を利用して求めます。

  • 階差数列とは?

    階差数列とは、ある数列の隣り合う項の差にあらわれる数列のことです。 隣り合う項の差のことを階差といい、ここにあらわれる数列なので階差数列と呼ばれます。 ある数列を{a_n}とすると、階差数列{b_n}の一般項は b_n=a_{n+1}-a_n より求められます。

  • 数列の途中の項からの部分和

    数列の初項からではなく途中の項からの部分和、 例えば第m項から第n項までの和は第n部分和から第m-1部分和を引くことで求めることができます。 これを利用した問題とその解説をします。

  • 自然数の平方数・立方数を小さい順に並べた数列の第n部分和

    自然数の平方数を小さい順にn個足し合わせたときの和は n(n+1)(2n+1)/6 自然数の立方数を小さい順にn個足し合わせたときの和は {n(n+1)/2}^2 となります。

  • 1からnまでの自然数の和(自然数を小さい順に並べた数列の第n部分和)

    1からnまでの自然数の総和は n(n+1)/2 となります。 このことを2通りの方法で確かめてみます。

  • Σをもちいた数列の和の表し方(部分和)

    数列のある項から別のある項までの和のことを部分和といい、特に初項から第n項までの和のことを第n部分和といいます。 数列の部分和をΣをもちいた表し方と性質・公式を解説します。

  • 等比数列の和

    初項a、公比rの等比数列の初項から第n項までの和は a(1-r^n)/(1-r) または a(r^n -1)/(r-1) で求めることができます。

  • 等差数列の和

    初項a、公差dの等差数列の初項から第n項までの和は n{2a+(n-1)d}/2 初項aから末項lまでの和は n(a+l)/2 となります。

  • 等比数列とは?

    等比数列とは、隣接する項同士の比が一定である数列のことです。 隣接する項同士の比のことを公差といいます。 公差がrの等比数列の漸化式は a_{n+1}=a_n・r と書け、初項がaのとき一般項は a_n=a・r^{n-1} と書けます。

  • 等差数列とは?

    等差数列とは、隣接する項同士の差が一定である数列のことです。 隣接する項同士の差のことを公差といいます。 公差がdの等差数列の漸化式は a_{n+1}=a_n+d と書け、初項がaのとき一般項は a_n=a+(n-1)d と書けます。

  • 数列とは?

    数列とは、数を一列に並べたもので、並べられたそれぞれの数のことを項といいます。 先頭の項から初項、第2項、第3項、…と並び、最後尾に末項があります。 数列の項の個数のことを項数といい、これが有限であるものを有限数列、無限であるものを無限数列といいます。

  • 平行四辺形の成立条件

    平行四辺形の成立条件とは、四角形がもっていれば平行四辺形となる性質のことです。 この成立条件には、「2組の対辺がそれぞれ平行」、「2組の対辺の長さがそれぞれ等しい」、「2組の対角の大きさがそれぞれ等しい」、「1組の対辺が平行かつ長さが等しい」、「対角線が互いの中点で交わる」の5つがあります。

  • 台形を対角線で分割したときにできる三角形の面積の性質

    台形を対角線で分割したときにできる三角形の面積の性質を4つ紹介します。

  • 平行四辺形とは?

    平行四辺形とは、2組の対辺がそれぞれ平行である四角形のことです。 平行四辺形の対辺の長さ、対角の大きさはそれぞれ等しくなります。 平行四辺形の1辺の両端の内角の和は180°です。 平行四辺形の対角線は互いの中点で交わります。 平行四辺形の面積は(底辺)×(高さ)で求めることができます。

  • 等脚台形とは?

    等脚台形とは、主に典型的な形の台形の中で脚の長さが等しいもののことです。 等脚台形には、底辺の両端の内角が等しいという性質があります。 ほとんどの平行四辺形は等脚台形に含まれませんが、長方形だけが唯一の例外です。

  • 台形とは?

    台形とは、少なくとも1組の対辺が平行である四角形のことです。2組の対辺が平行である平行四辺形も台形の一種です。 台形の脚の両端の内角の和は180°です。 台形の面積は{(上底)+(下底)}×(高さ)÷2で求めることができます。

  • 逆関数とは?

    逆関数とは、ある関数と逆の対応関係をもつ関数のことです。 例えば、x=aとy=A、x=bとy=B、x=cとy=Cが対応するような関数y=f(x)があったとすると、この逆関数y=g(x)はx=Aとy=a、x=Bとy=b、x=Cとy=cが対応しています。

  • 2つの平面が平行であるとは?

    2つの平面αとβが平行であるとは、2つの平面に交線がないということであり、一方の平面上の任意の点からもう一方の平面へおろした垂線の長さが常に一定であることです。

  • 三垂線の定理とは?

    三垂線の定理とは、平面α上にない点Pから平面αへ垂線をおろし、その足をH、点Hから平面α上の直線lへ垂線をおろし、その足をQとすると、直線PQは直線lに垂直となる、という定理のことです。

  • 2つの平面が垂直であるとは?

    2つの平面が垂直であるとは、一方の平面上の点から交線へおろした垂線がもう一方の平面に垂直となることであり、二面角が90°であることです。

  • 2つの平面が垂直であるとは?

    2つの平面が垂直であるとは、一方の平面上の点から交線へおろした垂線がもう一方の平面に垂直となることであり、二面角が90°であることです。

  • カントールの対角線論法

    カントールの対角線論法とは、リストの対角線上に着目して論理を展開していく証明方法のことです。

  • 関数とは?

    関数とは、対応元1つにつき対応先がただ1つあるような関係のことをいいます。 変数yが何らかの対応規則により定められた変数xの関数であるとき、数式でy=f(x)と書きます。

  • 反比例のグラフは双曲線か?

    反比例のグラフは双曲線なのでしょうか? グラフを回転移動させて双曲線になるか確かめてみます。

  • 関数のグラフの回転移動

    関数y=f(x)のグラフを原点を中心に反時計回りにθだけ回転移動した後のグラフの方程式はf(x*cosθ+y*sinθ)=-x*sinθ+y*cosθとなります。

  • 座標平面上の点の回転移動

    座標平面上の点(a, b)が原点を中心に反時計回りにφだけ回転移動すると、移動後の点の座標は(a*cos(φ)-b*sin(φ), a*sin(φ)+b*cos(φ))となります。

  • リサジュー図形とは?

    自分が数学を再認識するためのブログです。解説等をしているので学習の補助にご活用ください。

  • 互いに素でない2数に関する命題の真偽は?

    互いに素でない2つの整数に関する命題の真偽を調べる問題とその解説です。

  • フェルマーの小定理

    フェルマーの小定理とは、素数pとpと互いに素な整数aについてa^(p-1)≡1 (mod p)が成り立つという定理のことです。

  • ウィルソンの定理

    ウィルソンの定理とは、素数pについて(p-1)!≡-1 (mod p)が成り立つという定理のことです。

  • ある素数未満の自然数の倍数をある素数で割ったときの余りの性質

    素数pとp未満の自然数kについてkx≡1 (mod p)を満たすp未満の自然数xが存在するという性質があることを確かめてみます。 また、ab≡1 (mod p)を満たすp未満の自然数a,bの組み合わせについて考えてみます。

  • 倍数を互いに素な自然数で割った余りの性質

    互いに素な自然数A,Bについて連続するAの倍数B個をそれぞれBで割ったときの余りを一列に並べたものは整数0, 1, ..., B-2, B-1の並べ替えとなります。

  • 関数のグラフを伸び縮みさせる

    by=f(ax)(a,b:正実数)のグラフは関数y=f(x)のグラフをx軸方向に1/a倍、y軸方向に1/b倍に伸ばしたものとなります。

  • 微分係数の定義式を利用して証明する問題

    微分係数の定義式を利用して、定義式とは異なる形の微分係数が求められる式であることを証明する問題です。

  • 点の平行移動・対称移動

    点が平行移動・対称移動した後の座標がどの様になるのかについて解説してみました。

  • 1次関数y=ax+bはy=axをy軸方向への平行移動したものでしかない?

    1次関数y=ax+bのbはy=axをy軸方向へ平行移動した結果であることしか表さないのでしょうか?

  • 通る2点の座標がわかっている直線の方程式

    2点$(p_1,p_2),(q_1,q_2)$を通る直線$l$の方程式は \[\large y=\frac{q_2-p_2}{q_1-p_1}(x-p_1)+p_2\] と表すことができます。 なぜこ...

  • 通る点の座標と傾きがわかっている直線の方程式

    点$(p,q)$を通る傾きが$m$の直線$l$の方程式は \[\large y=m(x-p)+q\] と表すことができます。 なぜこの式で表すことができるのでしょうか?

  • 1次関数(グラフの形、傾き、y切片)

    1次関数 とは、 \[y=ax+b\qquad(a,b:実数,a\neq0)\] という$y$が変数$x$についての次数が$1$の多項式によって表される関数のことです。 $a$は 傾き 、$b$は y切片 といいます。$a...

  • 約分・通分とは?

    約分 約分 とは、分数の分母と分子を同じ数で割って より簡単な分数に直すこと です。 より簡単な分数とは、より小さい自然数をもちいて表される分数のことです。

  • 符号を考慮した長さとは?

    符号を考慮した長さとは、測る際の基準の点と方向がある長さのことです。基準となる方向と同じ方向に測ったときは正の値をとり、逆の方向に測ったときは負の値をとります。

  • 座標空間内の2点間の距離

    座標空間内の2点$A(x_a,y_a,z_a),B(x_b,y_b,z_b)$間の距離$AB$は \[\large AB=\sqrt{(x_b-x_a)^2+(y_b-y_a)^2+(z_b-z_a)^2}\] と表すことができます。 ...

  • 座標平面上の2点間の距離

    座標平面上の2点$A(x_a,y_a),B(x_b,y_b)$間の距離$AB$は \[\large AB=\sqrt{(x_b-x_a)^2+(y_b-y_a)^2}\] と表すことができます。 なぜこのように表すことができるのかを考...

  • 数直線上の2点間の距離

    2点間の距離 とは、2点がどれだけ離れているかを表す$0$以上の値のことで、2点を結ぶ線分の長さのことです。 数直線上に座標が$a,b$である点$A,B$をとると、2点$A,B$間の距離$AB$は \[\large AB= b-a \ (= a...

  • 三角形の傍心

    三角形の傍心 とは、三角形の1つの内角の二等分線と他の2つの内角に対する外角の二等分線の交点のことで、どの三角形にも傍心が3個存在します。 三角形の1つの内角の二等分線と他の2つの外角の二等分線が1点で交わる...

  • 2直線がつくる角の二等分線と2直線を接線とする円の中心

    2直線$l,m$が1点で交わっているとき、$l,m$がつくる角の二等分線上の交点以外の点は$l,m$を接線とする円の中心となります。 このことを確かめてみます。

  • 偶関数と奇関数とは?

    偶関数 偶関数 とは、すべての$x$で \[\large f(-x)=f(x)\] を満たす関数のことです。

  • 三角形の内角と内心・外心と他の頂点を結んでできる角の関係を調べる

    三角形の1つの内角とその三角形の内心または外心と他の頂点を結んだときにできる角の大きさにはどのような関係があるでしょうか?

  • 四平方の定理(ド・グアの定理)

    四平方の定理とは、 四面体の3つの面が互いに垂直であるとき、それぞれの面の面積の2乗の和がもう1つの面の面積の2乗に等しい という定理です。 すなわち、四面体の互いに垂...

  • 三角形の外心・内心と角度

    「上図の角度$x,y$をそれぞれ求めよ。 (1)の点$I$は$△ABC$の内心、(2)の点$O$は$△DEF$の外心である。」

  • √2^√2^√2^√2^…はどんな値をもつか?

    \[\sqrt{2}^{\sqrt{2}^{\sqrt{2}^{\sqrt{2}^\cdots}}}\] 上の数はどんな値をもつでしょうか?

  • 二等辺三角形から30°-60°-90°の直角三角形の3辺の比が求まるまで

    二等辺三角形の性質を調べるところから始めて最終的に$30°-60°-90°$の直角三角形の3辺の比を求めてみます。 ただし、三角形の内角の和や三角形の合同、三平方の定理はすでにわかっているものとします。

  • 正六角形の1辺の長さや対角線の長さから面積を求める公式をつくってみる

    正六角形の面積を1辺の長さや対角線の長さから求める公式はどのようなものでしょうか?

  • 台形の4辺の長さから面積を求める公式

    $AB//CD$である台形$ABCD$の4辺の長さがそれぞれ$AB=a,BC=b,CD=c,DA=d$(ただし、$a>c$)のとき、台形$ABCD$の面積$S$は \[\large S=\fra...

  • 垂線で分割された三角形の辺の一部の長さは?

    「上図のように$∠A=60°$である$△ABC$の頂点$A$から辺$BC$へ垂線$AH$をおろしたとき、$AH=6,BH=3$となった。このときの$BH$の長さを求めよ。」

  • 正十二角形の面積を求める

    「上図の正十二角形の面積を求めよ。」

  • 直線上の点をベクトルで表すと

    座標平面上の直線$l:y=ax+b$($a,b:$実数)上の任意の点$P$を位置ベクトル$\vec{p}$をもちいて表す方法について考えてみます。

  • 微分係数をもたない例を挙げてみる

    関数$y=f(x)$の$x=a$における微分係数$f'(a)$の定義式は \[\large f'(a)=\lim_{h\to0}\frac{f(a+h)-f(a)}{h}\] です。 ここで、極限$\l...

  • 平均変化率とは?

    平均変化率 とは、$x$の変化量に対する$y$の変化量の割合、言い換えれば$x$の増加量$1$あたりの$y$の変化量のことです。 変化の割合 ともいいます。

  • なぜ連続関数は定義域の端で微分係数をもたないのか?

    $a\leqq x\leqq b$で定義されている連続関数$y=f(x)$の微分係数を調べると$x=a$と$x=b$における微分係数がありません。 なぜこのようなことがいえるのでしょうか?

  • 食塩水の濃度と重さの問題

    「濃度が$3$%の食塩水$200$gを加熱して水分をいくらか蒸発させた。 加熱後の食塩水の濃度を調べてみると$4$%であった。この$4$%食塩水の重さを求めよ。」

  • 放物線上の点の作図

    「上図の直線$l$を準線、点$F$を焦点とする放物線を通る点$A,B,C$を定規とコンパスで作図せよ。 点$A$は放物線の頂点、点$B$は放物線の頂点以外の点とし、点$C$は点$A,B$の作図法以外の方法で作図すること。...

  • 複素数平面上の3点がつくる角の大きさ

    複素数平面上の3点$A(α),B(β),C(γ)$がつくる角$∠ABC$は複素数$α,β,γ$をもちいて \[\large\angle ABC=\left \arg\frac{\gamma-\beta}{\...

  • 複素数の偏角とarg・Arg

    複素数の偏角 $0$でない複素数$z$の偏角は複素数平面上の実軸の正の部分から原点と点$z$を結ぶ線分である動径まで反時計回りを正として測った角(一般角)のことです。$0$の偏角は定義できませ...

  • 平均の速さは?

    「$20$kmの道のりを出発直後から道のりのちょうど中間までを時速$6$km、残りを時速$4$kmで進んだ。このときの平均の速さは時速何kmか?」

  • ベクトルの成分とは?

    ベクトルの成分 とは、あるベクトルの始点が原点となるように平行移動したときの終点の座標のことです。

  • 位置ベクトルとは?

    位置ベクトル とは、1つの定点を始点とするベクトルのことです。始点を基準として点の位置をベクトルによって表すことができます。

  • 三角形の等積変形

    図形の面積を変えずに変形することを 等積変形 といいます。 三角形においては頂点を自身を含む対辺に平行な直線上を移動させる変形が等積変形の1つとなります。 なぜ、この変形が三角形の等積変形となるのでし...

  • 台形の中の三角形の面積は?(等積変形・相似比・面積比)

    「上図のような$AB//CD$である台形$ABCD$がある。平行でない対辺$AD,BC$のそれぞれ$A,B$の側を延長し、その交点を$E$とする。また、辺$CD$上に点$F$をとり$△ABF$をつくる。 台形$A...

  • 回転体の体積と定積分

    関数$y=f(x)$のグラフと直線$x=a,x=b$(ただし、$a<b$)とx軸で囲まれた部分をx軸を回転軸として1回転させてできる立体の体積は \[\large\pi\int^b_a\bigl\{f(x)\bigr\}^2dx\] で求めるこ...

  • 球の中心からどのくらい離れた平面で切断すれば球の1/4の体積の立体を切り取れるか?

    球を平面で2つの立体に切断して、そのうちの1つの立体の体積が球の体積の$\dfrac{1}{4}$となるとき、切断する平面は球の中心からどのくらい離れた位置にあるでしょうか?

  • 直線と平面が平行であるとは?

    直線$l$と平面$α$が平行であるとは、直線$l$と平面$α$がどれだけ延長しても交わらないことをいいます。

  • 直線と平面が垂直であるとは?

    直線$l$と平面$α$が垂直であるとは、直線$l$と平面$α$が交わっていて、その交点を通る平面$α$上の直線がすべて直線$l$と垂直に交わっていることをいいます。

  • 2次方程式を解く②(因数分解を利用する)

    2次方程式は因数分解を利用して解くことができます。

  • 2次方程式を解く①(平方根として求める)

    2次方程式の解を平方根として求めることができます。

  • なぜa+(-b)=a-b、a-(-b)=a+bとなるのかを数直線で考える

    正負の数の足し算において \begin{align*}a+(-b)&=a-b\\[1em]a-(-b)&=a+b\end{align*} が成り立ちます。 なぜこれらが成り立つのでしょうか?「 正負の数...

  • 体積が半分ずつに切り分けられる円錐の底面に平行な面はどこにある?

    円錐を底面と平行な面で2つの立体に切り分けてそれぞれの立体の体積が等しくなるとき、円錐と面の位置関係はどのようになっているでしょうか?

  • 碁盤の目状の道路の各交差点にたどり着く確率を求める

    上図のような道路の$A$地点から各交差点で上に進むか右に進むかをランダムに決めて進みます。上に進む確率と右に進む確率がともに$\dfrac{1}{2}$のときの各交差点にたどり着く確率を簡単な方法で求めてみます。

  • 碁盤の目状の道路の確率(2)

    「上図のような道路のスタート地点から上に進むか右に進むかをランダムに決めながら進む。上に進む確率が$\dfrac{1}{3}$、右に進む確率が$\dfrac{2}{3}$のとき、$A$地点、$B$地点、$C$地点へたどり着く確率を...

  • 碁盤の目状の道路の確率

    「上図のような道路のスタート地点からゴール地点まで各交差点で上に進むか右に進むかをランダムに決定しながら移動する。上に進む確率と右に進む確率はともに$\dfrac{1}{2}$である。 このとき、以下の問いに答え...

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