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■48905 / 親記事)  放物線と円
□投稿者/ 仙柳 一般人(1回)-(2018/11/21(Wed) 16:51:48)
    以下の問題の模範解答を教えていただけないでしょうか。
    素人が解答を作るとどうもキチッとしないものになってしまうので
    模範解答が知りたいと思っています。よろしくお願いします。

    問題
    kを正の定数とする。
    xy平面において放物線y=x^2と直線y=x+kで
    囲まれた領域に含まれる円の最大の半径を
    kで表せ。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

▽[全レス1件(ResNo.1-1 表示)]
■48930 / ResNo.1)  Re[1]: 放物線と円
□投稿者/ muturajcp 一般人(22回)-(2018/12/23(Sun) 20:33:15)
    kを正の定数とする.
    xy平面において放物線y=x^2と直線y=x+kで
    囲まれた領域に含まれる円の最大の半径をrとする
    円は直線y=x+kと1点で接する
    円は放物線と1点以上で接する
    接点以外の交点を持たない
    A=(1/2,1/4)とする
    (x,y)=Aの時,放物線の接線の傾きはy'=2x=1となる
    接線は直線y=x+kの傾き1と同じ平行になる
    法線は
    y=-x+(3/4)
    となる
    法線と直線y=x+kの交点をB=(x,y)とすると
    B=((3-4k)/8,(3+4k)/8)
    |AB|/2={(4k+1)√2}/16
    となる
    ABの中点をC(x,y)とすると
    C=((7-4k)/16,(4k+5)/16)
    だから中心C半径|CA|の円の方程式は
    {x-(7-4k)/16}^2+{y-(4k+5)/16}^2=(4k+1)^2/128
    (16x+4k-7)^2+(16y-4k-5)^2=2(4k+1)^2
    32x^2+4(4k-7)x+32y^2-4(4k+5)y-4k+9=0
    放物線との交点を(x,x^2)してy=x^2を代入すると
    (2x-1)^2{8(x+1/2)^2+7-4k}=0
    0<k≦7/4の時
    円と放物線の交点は接点Aだけとなるから
    最大半径は
    r={(4k+1)√2}/16

    k>7/4の時は
    円と放物線は2点で接して中心はy軸上にある
    x座標が正の方の接点をA=(a,a^2)とすると
    法線は
    y={-1/(2a)}x+a^2+(1/2)
    だから
    中心Cは
    C=(0,a^2+(1/2))
    |CA|=√{a^2+(1/4)}
    Cから直線y=x+kへの垂線
    y=-x+a^2+(1/2)
    とy=x+kの交点をB=(x,y)とすると
    B=(a^2/2-k/2+1/4,a^2/2+k/2+1/4)
    |BC|=|CA|だから
    (k/2-a^2/2-1/4)√2=√(a^2+1/4)
    (2a^2+1-2k)^2=8a^2+2
    (2a^2-2k-1)^2=8k+2
    a^2=[2k+1-√{2(4k+1)}]/2
    |BC|=[{√(4k+1)}-√2]/2

    0<k≦7/4の時
    r={(4k+1)√2}/16

    k>7/4の時は
    r=[{√(4k+1)}-√2]/2
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

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■48875 / 親記事)  ベクトルについて。
□投稿者/ コルム 一般人(3回)-(2018/10/27(Sat) 18:37:44)
    各辺の長さが1で底面ABCDが正方形である四角錐O-ABCDがある。辺OBの中点をP、辺ODをt:(1-t) (0<t<1)に内分する点をQとし、平面APQと辺OCの交点 をRとする。 (1)↑ARを↑AP、↑AQ、tを用いて表せ。
    (2)四角形APRQの面積をtで表せ。
    教えていただけると幸いです。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

▽[全レス16件(ResNo.12-16 表示)]
■48913 / ResNo.12)  Re[1]: ベクトルについて。
□投稿者/ コルム 一般人(9回)-(2018/12/11(Tue) 12:14:27)
    どうしてそうなるのか教えていただけないでしょうか?
    ここです。
    B点P'をAP'↑=2*AP↑を満たす点とすると
    ↑AR={t/(1+t)}↑AP'+{1/(1+t)}↑AQ
    だから
    点Rは線分P'Qを1:tに内分している

引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48914 / ResNo.13)  Re[1]: ベクトルについて。
□投稿者/ コルム 一般人(10回)-(2018/12/11(Tue) 17:50:08)
    2が抜けているように思うのですが。教えていただけると幸いです。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48915 / ResNo.14)  Re[2]: ベクトルについて。
□投稿者/ muturajcp 一般人(20回)-(2018/12/15(Sat) 11:12:24)
    Rは平面APQ上の点だから
    ↑AR=x↑AP+y↑AQ…(1)
    となるx,yがある
    PはOBの中点だから
    ↑AP=(1/2)(↑AO+↑AB)…(2)
    QはODをt:(1-t)に内分する点だから
    ↑AQ=(1-t)↑AO+t↑AD
    これと(2)を(1)に代入すると
    ↑AR=x(1/2)(↑AO+↑AB)+y{(1-t)↑AO+t↑AD}
    ↑AR=(x/2)(↑AO+↑AB)+(1-t)y↑AO+ty↑AD
    ↑AR=(x/2)↑AO+(x/2)↑AB+(1-t)y↑AO+ty↑AD
    ↑AR=(x/2)↑AO+(1-t)y↑AO+(x/2)↑AB+ty↑AD
    ↑AR={(x/2)+(1-t)y}↑AO+(x/2)↑AB+ty↑AD…(3)

    Rは直線OC上の点だから
    ↑AR=(1-z)↑AO+z↑AC
    となるzがある
    ↓↑AC=↑AB+↑ADだから
    ↑AR=(1-z)↑AO+z(↑AB+↑AD)
    ↑AR=(1-z)↑AO+z↑AB+z↑AD
    これと(3)から
    {(x/2)+(1-t)y}↑AO+(x/2)↑AB+ty↑AD=(1-z)↑AO+z↑AB+z↑AD
    ↑AO,↑AB,↑ADは1次独立だから
    ↑AOの係数が等しいから
    (x/2)+(1-t)y=1-z…(4)
    ↑ABの係数が等しいから
    x/2=z…(5)
    ↑ADの係数が等しいから
    ty=z
    これと(5)から
    x/2=yt
    ↓両辺に2をかけると
    x=2yt…(6)
    (5)を(4)に代入すると
    (x/2)+y(1-t)=1-x/2
    ↓両辺にx/2を加えると
    x+y(1-t)=1
    ↓これに(6)を代入すると
    2yt+y(1-t)=1
    y(2t+1-t)=1
    y(1+t)=1
    ↓両辺を1+tで割ると
    y=1/(1+t)…(7)
    ↓これを(6)に代入すると
    x=2t/(1+t)
    これと(7)を(1)に代入すると

    ↑AR={2t/(1+t)}↑AP+{1/(1+t)}↑AQ
    ↑AR={t/(1+t)}(2↑AP)+{1/(1+t)}↑AQ
    ↓これに↑AP'=2↑APを代入すると

    ↑AR={t/(1+t)}↑AP'+{1/(1+t)}↑AQ
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48916 / ResNo.15)  Re[2]: ベクトルについて。
□投稿者/ muturajcp 一般人(21回)-(2018/12/15(Sat) 21:51:28)
    (1)の答えの
    ↑AR={2t/(1+t)}↑AP+{1/(1+t)}↑AQ

    ↑AP'=2↑AP
    を代入すると
    ↑AR={t/(1+t)}↑AP'+{1/(1+t)}↑AQ
    となるので
    点Rは線分P'Qを1:tに内分している
1000×1000 => 250×250

m201810271837.jpg
/109KB
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48927 / ResNo.16)  Re[1]: ベクトルについて。
□投稿者/ コルム 一般人(12回)-(2018/12/23(Sun) 13:02:00)
    助かりました。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

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■48921 / 親記事)  数列の極限
□投稿者/ metro 一般人(1回)-(2018/12/22(Sat) 23:41:18)
    n≧0、p∈Nに対して、漸化式
    a[0] = α > 1、a[n+1] = {p/(p+1)}a[n] + 1/{(p+1)(a[n])^p}
    で与えられる数列{a[n]}を考える。
    この時lim[n→∞](a[n])はどうなるか。

    この問いが分かりません。教えてください。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

▽[全レス1件(ResNo.1-1 表示)]
■48925 / ResNo.1)  Re[1]: 数列の極限
□投稿者/ metro 一般人(2回)-(2018/12/23(Sun) 01:51:47)
    自己解決しました。ありがとうございました。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

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■48917 / 親記事)  確率
□投稿者/ ペリー 一般人(1回)-(2018/12/21(Fri) 23:09:06)
    点Xが数直線上を1秒ごとに以下の規則に従って動く。
    規則:「点Xが原点にあれば1秒後に確率pで+1に移動し、確率1-pで-1へ移動する。
    点Xが原点になければ1秒後に確率1/2で今の点から+1だけ移動し、確率1/2で今の点から-1だけ移動する。」
    時刻0に点Xが原点を出発したときn秒後に点Xが原点にある確率を求めよ。

    教えて下さい。
    宜しくお願いします。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

▽[全レス6件(ResNo.2-6 表示)]
■48919 / ResNo.2)  Re[2]: 確率
□投稿者/ ペリー 一般人(2回)-(2018/12/22(Sat) 22:57:11)
    有り難うございます。pが関係ないのは分かりましたが...
    でも狐につままれたような混乱したような感じです。

    関係ないかもしれませんが、教えてほしいです。
    動点|X|は位置が|x|の点だとします。つまり
    |X|が原点にあれば一秒後に必ず1に移動する。
    |X|が原点になければ1秒後に確率1/2で|x|+1へ、確率1/2で|x|-1へ移動する
    ものとしたとき、時刻0に原点を|X|が出発したときn秒後に|X|が原点にある確率
    を求めるのって、ま正直に考えると難しいですよね?
    原点に何回戻るか考慮しないといけないので...
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48920 / ResNo.3)  Re[3]: 確率
□投稿者/ らすかる 一般人(2回)-(2018/12/22(Sat) 23:35:30)
    多分難しいでしょうね。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48922 / ResNo.4)  Re[4]: 確率
□投稿者/ ペリー 一般人(3回)-(2018/12/23(Sun) 00:32:09)
    もとの問題をpのまま解いたのと同じくらいの難しさということですよね?
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48923 / ResNo.5)  Re[5]: 確率
□投稿者/ らすかる 一般人(3回)-(2018/12/23(Sun) 00:42:03)
    解法が思いつかない状態なので、
    難しさが同程度かどうかはわかりません。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48924 / ResNo.6)  Re[6]: 確率
□投稿者/ ペリー 一般人(4回)-(2018/12/23(Sun) 01:04:43)
    いただいた回答があまりにも洗練されていて
    回答を頭も体も十分に理解したといいきれないのですが
    大変丁寧に教えていただき感謝しています。
    もう少し考えてみます。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

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■48900 / 親記事)  たけしのコマ大数学科の問題・・・
□投稿者/ 数学科非常勤講師 一般人(1回)-(2018/11/20(Tue) 23:28:07)
    もし過去レスにあればすみません・・・。
    はるか昔に「たけしのコマ大数学科」という番組で放送されていた問題で,確かテーマは「角度」だったかと思います。その問題とは・・・

    「最小の内角が120°の多角形がある。それに続く内角がその前の角より5°ずつ大きい多角形を作るとき、その図形は何角形になるか?」

    という問題でした。

    求める多角形をn角形とすると,多角形の内角の和の公式,等差数列の和の公式を用いて方程式を立て,解を求めると,n=9,16となりますが,問題の答えは「九角形と十五角形」となります。十五角形となる理由は,5°ずつ角度が増えていくなかで,175°→180°→185°となる部分が直線になり,角度ができないということでした。
    しかし,よくよく考えると180°の部分が直線になるということは,題意にある「5°ずつ大きくなる」という条件を満たしておらず,十五角形はこの問題の答えから除外すべきということになるのではないかと思いました。
    この問題は「中村亨」先生という方がご担当されていた問題で,TVで放映されるくらいなのできちんと精査され,題意を満たさないような問題ではないのではないか?という疑問も残るところであります。

    そこで,詳しい方々の意見を頂戴したく,今回数年ぶりにレスさせて頂きました。
    たくさんの方からの見解をお聞かせ頂けたらと思います。
    よろしくお願いします。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

▽[全レス3件(ResNo.1-3 表示)]
■48901 / ResNo.1)  Re[1]: たけしのコマ大数学科の問題・・・
□投稿者/ らすかる 一般人(35回)-(2018/11/21(Wed) 01:29:08)
    私は「十五角形はこの問題の答えから除外すべき」だと思います。
    175°に続く内角は185°であり、10°大きいですから
    条件を満たしません。
    (辺の途中に頂点はありませんので、「内角」はありません。)
    従って答えは九角形だけだと思います。

    # もし辺の途中の180°を「内角」と言うのであれば、
    # 辺の途中に頂点があると考えているわけですから
    # 辺(頂点)は16個で16角形となるはずであり、
    # 15角形ならば「180°」を「内角」と数えていませんので
    # 「5°ずつ大きい」という条件を満たしません。
    # よって、「16角形」を答えに入れるのはまだ理解できますが、
    # 「15角形」はどう考えても矛盾しています。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48903 / ResNo.2)  Re[1]: たけしのコマ大数学科の問題・・・
□投稿者/ 数楽者 一般人(1回)-(2018/11/21(Wed) 15:50:41)
    七角形と九角形が答えだと思います。

    『120度から5度ずつ増やしていく際に、1方向だけでなく両方向へ増やしていってもいい』
    とも解釈できるので
    135,130,125,120,125,130,135で
    七角形も正しい答えだと思います。
    (問題文は曖昧なので、上の解釈を許してしまっていると思います。)

    15角形を除外する理由はらすかるさんと同じです。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]
■48909 / ResNo.3)  Re[2]: たけしのコマ大数学科の問題・・・
□投稿者/ 数学科非常勤講師 一般人(3回)-(2018/11/25(Sun) 22:36:39)
    返事が遅くなり申し訳ございませんでした・・・。m(_ _)m

    らすかるさん, 数楽者さん,ご回答ありがとうございます。

    やはり十五角形を答から除外しないと題意に対して矛盾が生じますよね・・・。(^_^:

    また, 数楽者さんがおっしゃるように,この問題の文言だと「120度から5度ずつ増やしていく際に,1方向だけでなく両方向へ増やしていってもいい」という解釈も納得です。

    ということは,今回の問題の答は「七角形と九角形」というのがもっともしっくりとくる解答ということでしょうか!?

    今回は本当に久しぶりにこの掲示板を訪れ質問させて頂きましたが,変わらず説得力のある回答に感謝しています!!
    らすかるさんにつきましては,その昔にも大変お世話になったことを今でも覚えております!どんな問題でも回答することができ,一体どのような方なのかと昔から想像を膨らませております!!(^^;

    この度は本当にご回答ありがとうございました。
    また行き詰ったらこちらに伺わせていただきます。
引用返信/返信 [メール受信/OFF]

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