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Physics Senior High

この問題がどうして4番じゃないのか教えてください。2番が答えです。

第3問 次の文章を読み, 後の問い (問1~4)に答えよ。(配点 24 ) 水平な天板をもつ机の上に置いたスタンドを用いて, ばねばかりと十分に細い円 筒形のガラス管をそれぞれ鉛直に固定する。 ばねばかりの下端に軽い糸の一端を取 り付け糸をガラス管の中に通し、糸の他端に質量の小球を取り付けて糸を鉛 直に保ったところ, 糸はガラス管に接触せず,糸はガラス管の中心軸に一致して鉛 直となった。この装置を用いて小球の運動に関する実験を行う。 小球に水平方向の 初速度を与えたところ, 小球の運動は同一水平面内における等速円運動となった。 この状態を状態Aとして図1に示す。 図1の円形の破線は小球の軌跡を表す。 小 球の等速円運動の中心を点0, ガラス管の下端を点P とすると, ガラス管は十分 に細く、状態Aにおけるガラス管内の糸は鉛直であり, 点と点P は同一鉛直線 上にあると考えることができる。 ガラス管の下端は丸みを帯びておりなめらかで, ガラス管の下端と糸の間の摩擦, ガラス管の内側と糸の間の摩擦はいずれも無視で きるものとする。 また, 小球はつねに机の天板より下方にあり, 小球の大きさ, 糸 の質量および空気抵抗の影響は無視できるものとする。 問1 状態 A における小球について、 鉛直な線分PO, 小球の軌跡 点0と小球 を結ぶ線分をいずれも破線で表し, 小球が回転する向きを一点鎖線の矢印で表 長さが力の大きさを正しく表しているとは限らない。 すとき, 静止している観測者から見た小球に作用する力を実線の矢印で表した 図として最も適当なものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 ただし、矢印の 15 ① 0 糸 糸 0. 回転する向き 回転する向き 回転する向き ④ ばねばかり スタンド 糸 机 「ガラス管 図 P 糸 小球 0⚫ m 1 0. 回転する向き 回転する向き

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Mathematics Senior High

32の⑵の問題で横にqが分数の場合は〜と買いてありますが、なぜ二分の一のn+1乗で両辺割らないんですか? 上のチャートandソリューションではn +1乗で割ると買いてますが、

330 -数学 B -(2(n+1)-3)=-3{an-(2n-23) また a+- a1-(2·1-2)- したがって、数列{0.-(2-2)は、初項 12.公比-3の 等比数列であるから a.-(2n-12/3)-1/2/3(-3)m ゆえに an=- G-1+2n- 400 基本 例題 32 an+1= pantq 型の漸化式 次の条件によって定められる数列{az} の一般項を求めよ。 41=3, an+1=24-3 +1 CHART & SOLUTION 漸化式 = pan+g" (p≠1) ① 両辺を "+1 で割る ②両辺 で割る 形 bnon とおくとbatic/bt/1 9 もの係数が1 ♡が解消 b=0 とおくと bm=i.bnt- これを整理すると an+1+3a-4(2n-1) に戻る。 (2) 8ant=ant 2 の両辺に 2” を掛けると 4.2"+αn+1=2"α+3 ba=2" とおくと 461=b+3 よって bn+:=b+3 . PR 次の条件によって定められる数列 (a)の一般項を求めよ。 3 ③ 32 (1) α=5, +13 +2.5 +1 (2) a1=1,8as+1=0n+2 (1) an+1=3a+2.5 +1 の両辺を5+1 で割ると b= とおくと bn+1=b+2 これを変形すると ba+1-5=(bn-5) またb-5-5-12-5=-4 よって, 数列{bm-5} は初項 -4,公比 1232 の等比数列である 56-5=(-4)-(3) したがって \n-1 ゆえに b" =5-4・ α=5"6=5"+1-20-3-1 別解 α+1=30万 +2.5 +1 の両辺を3"+1で割ると = 5\+1 bn=1 とおくと bury = bu+2.23) また b= ba+=b+2-1 よって, n≧2 のとき 6=61+ \k+1 2. ① n=1 とすると b=1/3であるから,①はn=1のときにも成り立つ。 ゆえに a-3b=5*1-20-3"-1 1 (1) a₁=1, an+1 基本 例題 33 次の条件によって定められる数列 分数型の漸化式 1 -=3"-1 an CHART & SOLUTION 分数型の漸化式 逆数を利用 (2)漸化式の両辺の逆数をとると その式において,b= とおく am 第1章 数列 -331 1 とおくと b (1) bran +1=pan+g" にお 1章 いが分数 (-1/2) PR の場合である。 2-3 (12) と考え. (1/2)" で割る。すなわち n≧2 のとき b2=1/2=1から a であるからこの したがって (2) a 2=1/10, および bm=bi b=1 an-3- これを変形すると bn+1-1= (bn-1) また b-1=2′・α-1=2・1-1=1 よって, 数列{bm-1} は初項1,公比 1/12 の等比数列であるから bm-1=1-(1) 2" を両辺に掛ける。 ゆえに bn=1+(1) したがって am= (1) 別解 8an+1=an+ の両辺に 8” を掛けると 8"+1an+1=8"an+3.4" f(n+1)+1 =f(n)an+の形にす る方針。 -234+2を解くと b=8"α とおくと bm+1=6+3.4 RA a=5 また b1=8′・α=8.1=8 よって, n≧2 のとき C=b-5 とおくと bm=b1+23.4=8+ 3-4(4-1-1) 4-1 =4+4 ...... ① Cn+1 Cnti-C n=1 とすると 4'+4=8 ③33 3 {bm} の階差数列を {c} とすると 6,8 であるから, ① は n=1のときにも成り立つ。 ゆえに a= == bn 8" 8" 23-2 初項は特別扱い。 (2) a₁ = +1=- 4an+5 PR 次の条件によって定められる数列 (an)の一般項を求めよ。 1 (1)=1, 1-3n-2 anti an 1 an (1) bm= とおくと by+1bn=3n-2 n≧2 のとき Cn=bn+1-bn=2.33 bn=b₁+(3k-2) Σの中の初項は 1=1から b=- 数列 (b) の階差数列 の一般項が3ヵ-2 2(n-1)n-2(n-1) 2-7n+6) n=1のときにも成り立つ。 1 (3k-2) (n-1)(1+(3n-5)) としてもよい。 (初順1 末頃3n-5, 項 数n-1の等差数列の和 と考えた。) b=1で 初項は特別扱い。 よって 7n+6 に対して αn=0 となる 漸化式の両辺の逆数を an+1 よって an+1 1 とおくと b=- an b = 4 であるから したがって an PRACTICE 33 次の条件によって (1) a=1, An+1

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