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Mathematics Senior High

数IIの円と直線についての問題です。 解説で分からないところがあったのでお聞きしたいです。四角で囲っているところはどういう意味でしょうか。 見にくくてすみません💦問題番号は194です。

(1) 円と直線が共有点をもつための必要十分条件 は D≧0であるから これを解いて -k²+250≥0 -5/10 ≤k≤5/10 (2) 円と直線が接するための必要十分条件は、 D=0であるから これを解いて k2+250=0 k=±5/10 [1] k5v10 のとき 接点のx座標は, ③の重解であるから すな [1] 直円程 れを解いて ③から x-x=0 x=0,1 x=0のとき y=-1, x=1のとき y=0 よって,円と直線②は異なる2点 10, (1, 0) で交わる。 (2) [x2+y^2=3 lx+y=√6 ②から ...... ③ x ② 2 y=-x+√6 が、 これを①に代入して 3/10 6k ④, 整理する 2 ゆえに (√2-√3) 20 2x2-2√6x+3=0 x=- 2.10 と 接点のy座標は 3/10 √10 したがって √√6 y=3x+k=30 +5/10= 2 2 2 x=- 自分 2 3/10 10 3 ③から √6 よって、 接点の座標は 2 2 x=- 2 のときy= √6 2) 2 [2] k=-5/10 のとき よっ よって, 円①と直線②は点 √√6 接点のx座標は、③の重解であるから [2]k 2 で 2 する。 (3) [x2+y2=2 ...... 6k 3/10 x= 2-10 2 接点の座標は y=3x+k=3. 3/10 2 √10 -- 5/10= [1], [2 2 よって、 接点の座標は 3/10 √10 k=5 2 2 [1][2]から k= 5/10 のとき 接点 3/10 /10 2 2 k5v10 のとき 接点 /3/10 10 195 (1) 2 2 [1] a [2x+3y=6 ②から (4) 2 ② y=-x+2 これに代入して - 1/2x+2=2 整理すると 13x2-24x+18=0 この2次方程式の判別式をDとすると =(-12)2-13-18=-90<0 ゆえに、 円 ① と直線②は共有点をもたない Jx2+y2+2x-4y= 0 lx+2y+2=0 ②から x=-2y-2 これを 1 に代入して ...... ① 340 ② ...... ③ (-2y-2)²+ y²+2(-2y-2)-4y=0 整理すると2=0 最大と ③から したがって y=0 y=0のとき x=-2 よって,円 ① と直線 ② は点 (2,0)で接する。 194 連立方程式 Jx2+y2=25 ly=3x+k ②①に代入して ...... ① ② において x²+(3x+ k)²=25 整理すると 10x2+6kx+k-250 この2枚程式の式をDとすると D (3k)2-10(k2-25)=-k²+250 接点のx座標を求める際に2次方程式 Qx2+bx+c=0 の重解がx=- を利用した。 y=3x+kから ② 整理す b であること このx 2a 3x-y+k=0 円の中心(0,0)と直線の距離をdとすると abd=- k また、円の半径は5 √32+(-1)2 k = 10 (1)円と直線が共有点をもつための必要十分条件 は,dS5であるから ゆえに すなわち \k\≤5/10 Ik ≤5 √10 -5/10 ≤k≤5/10 (2)円と直線が接するための必要十分条件は, d=5であるから ゆえに \k\ √10=5 \k\=5/10 よって, -k²- -k²- -k2- とき 別解y= 円の中心 また,円 [1] d<

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Physics Senior High

【高校物理、電磁気学】 河合塾出版の参考書、「高校物理」の例題4-5で分からないことがあります。 (c)(d)を解説と異なる方法で求めようとしました。(c)は答えが合いましたが、(d)は合いませんでした。私の解答を書きますので、どこが間違っているかをご指摘頂きたいです。一応... Read More

第1章 電場 275 例題 4-5 電場と電位・位置エネルギー 真空中の電荷と電場に関する下記の y 文において, (a)から (d) にあ てはまる式を記せ。 ただし, クーロン P(-d,d) の法則の比例定数をk [N·m²/C2], •C(0,d) 電子の電荷を -e [C], 電子の質量 をm[kg] とし, 無限遠点での電位を 0Vとする。 0(0, 0) x B(-d, 0) A(d, 0) (1)A(d,0) と点B(-d, 0) に正の電荷 Q を固定し,y軸の点 C(0, d) 電子を置く。 D(0,- -d). 点Cで速度 0 であった電子が電場で力を受けてy軸上を動くとする と、原点0での速さは (a) | [m/s] となる。 (2) 点Aと点B の正の電荷 Q のほかに, 点Cに電気量 Q [C] の点電 荷を固定する。さらに,これら3つの点電荷を固定したままで, y 軸上 の負の方向の無限遠点に置かれた電気量 - Q [C] の点電荷をy軸に 沿って点D (0, -d)までゆっくりと動かす。 このときに外力がする 仕事は(b) [J] である。 (3)点Aと点Bに電荷 Q, 点 C と点Dに電荷 - Q を固定した状態から, 点Cの電荷 Q をC→P→B の経路で点B まで, また点Bの電荷 Q をB→O→Cの経路で点 Cまで同時にゆっくりと動かす。 このとき外 力がする仕事は (c) [J] である。 さらに,点Aの電荷 Q と点B の電荷 Q を固定したままにして, 点Cの電荷Qをy軸の正の方向に向かって無限遠点まで,また点Dの 電荷-Qをy軸の負の方向に向かって無限遠点まで同時にゆっくりと 動かす。 このとき外力がする仕事は(d) [J] である。 (東北大) 解答 (1) (a) 点A,Bの電荷による点Cおよび点0の電位は, それぞれ, Vc= kQ kQ √2kQ + √2d √2d d kQkQ_2kQ Vo d V₁ = kQ+kQ d 求める速さをひとする。 力学的エネルギー保存則より, 1/12m+(e)xVo=(-e) Vc .. mv²= (2-√2) kQe d

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Physics Senior High

最後の問題で力学的エネルギー保存の式が0以上としているのは何故ですか?

6 いろいろな運動 軌道 地球 する。 例題 50 地球の質量を M, 半径を R, 万有引力定数をGとする。 (1)地表すれすれに円軌道を描いて飛ぶ人工衛星の速さ(これを 第1宇宙速度という) と周期 T を求めよ。 (2)地表面における重力加速度gを用いて表せ。 (3)地表面から人工衛星を打ち出し,地球から無限遠方に到達させ たい。 打ち出す速度はv (これを第2宇宙速度という)以上でな ければならない。ひ を求めよ。 遠心力 (1)人工衛星の質量を とする。 (万有引力)=(遠心力) より GmM R2 心力 V₁ m R = m- R GM . 01= R T = 21- W = 2 (n=4) GmM R2 2лR R T= 2πR V₁ GM (2)(地表面での重力)=(遠心力) Vi mg = m- . v=gR R (3)打ち出した速さを v, 無限遠方での速さをu とおく。無限遠方での万有引力による位置エネ ルギーは0だから力学的エネルギー保存則より 万引力による位置エネルギ mo mv² +(-6)= mu² -mu20 R (打ち出した瞬間) ( 無限遠方) これを解いて≧ 2GM このとき R 万有引力による。 ココが 2GM(=√2vs) . 02= R ポイント) 位置エネルギーの VA m M ME -G(RW) [人工衛星を無限遠方に到達させるための条件] (運動エネルギー) + (万有引力による位置エネルギー) -18

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