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Mathematics Senior High

数学 軌跡 反転 この問題を複素数を利用して解く方法を教えてください

184 重要 例題 116 反転 OP・OQ=(一定) の軌跡 00000 |xy平面の原点を0とする。 xy 平面上の0と異なる点Pに対し, 直線 OP 上の 点Qを,次の条件 (A), (B) を満たすようにとる。 (A) OP・OQ=4 (B) Q は, 0 に関してPと同じ側にある。 点Pが直線x=1上を動くとき,点Qの軌跡を求めて、図示せよ。 〔類 大阪市大 指針 求めるのは、点Pに連動して動く点Qの軌跡。 基本110 連動形の軌跡 つなぎの文字を消去して,x,yの関係式を導く P(X, Y), Q(x, y) とすると, 2点P, Qの関係は 点Qが半直線 OP 上にある⇔ X = tx, Y = ty となる正の実数 tが存在する このことと条件(A) から, tを消去して,X,Yを x, yの式で表す。 そして、点Pに関 する条件 X=1より, x, yの関係式が得られる。 なお, 除外点に注意。 点 Q の座標を (x, y) とし, 点Pの座標を (X, Y) とする。 解答 Qは直線OP 上の点であるから Q(x,y) P(X, Y) X=tx, Y=ty (tは実数) ただし、点Pは原点と異なるから t=0, (x, y)≠(0, 0) 更に, (B) から, t>0である。 x2+y2 参考事項 反転 表す ※定点を中心とする半径r (r>0) の円がある。 点を通る直 に, 0と異なる点P をとり, 半直線OP 上に点P' を OP・OP'= によって定める。 このとき,点Pに点P' を対応させることを といい,点を反転の中心という。 また、点Pが図形F上にあるとき, 点P' が描く図形F' をF 反形という。円や直線の反転に関しては,次のような性質が (1)定点 0 を通らない直線の反形は, 0を通る円にな (2) 定点を通る円の反形は, 0 を通らない直線にな (3) 定点を通らない円の反形は, 0 を通らない円に [(1)の証明] O を通らない直線を l とする。 0から lに下ろした垂線と l との交点をP。 とし, Poを反転した 点をP とする。 また l 上のP。 以外の点をPとし,Pを反転した点をP'とする。 OPOP=OPOP' より, OP: OP'=OP : OP であるから、 2組の辺の比とその間の角がそれぞれ等しくなり OPPOP'P よって ∠OP'P'′ = ∠OPP=90° したがって, P'は線分 OP を直径とする円を描く。 ただし, OP'>0であるから, 点0は除く。 [(2) の証明] 線分 OP。 が円の直径となるように、点Po をとり, P 反転した点をP とする。 また, Po以外の点Pを反転した点を (A)から √x2+y2√(tx)2+(ty)2=4 ゆえに t(x2+y2)=4 よって t= 4 x2+ye したがって X= 4x x2+y2. 4y Y= tを消去する。 とすると, (1) と同様にして 4x 点Pは直線x=1上を動くから =1 x2+y2 ゆえに y X=1 に X= 代入する。 4x x2+y2 を 線分OP が直径であるから よって (x-2)'+y2=4 2- したがって,求める軌跡は 中心が点 (2,0), 半径が20円。 0 12 14 x ただし, (x,y)≠(0,0)である から, 原点は除く。 -2- 図示すると、 右図のようになる。 x2+y2-4x=0 注意 本間は、反転の問題 である。 反転については, 次ページ参照。 OPPOP'P ∠OPP=90° よって,∠OP'P'=90°から、点P'は,点P を通り OPに垂 な直線上を動く。 [ [3] の証明] 右の図のように、線分 P.P が円の直径 となるように、点Po, P1 をとり, Po, P, を反転し た点をそれぞれP, P' とする。 また, Po, P, とは異なる, 0 を通る直線と円との 交点をPとし,Pを反転した点をP'とする。 (1)と同様にして AOP POO PC 0 Po

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(2)と(3)で写真の丸で囲んである箇所のように場合分けする理由をおしえてください。

例 題 51 次の極限値を求めよ. sinx A limxsin X 1 2 lim X イタ 考え方 lim sin x 10 -=1-との違いに注意する. (3) limxsin x → 0 1 x であることに注意する。 lim (2),(3)それぞれ,このままでは直接求めることはできない。 このようなときは, (1)x→∞ではあるが、sin 12に着目すると10 うちの原理 (113) を利用する。そのとき,(2)と(3)で考えるxの他の はさ が異なることに注意する. 180 180 解答 (1)=t とおくと, x→∞のとき,t→0 見 x 1 sint よって, limxsin- =lim -=1 X 「 (2)-1≦sinx≦1より 1 sin x >0のとき ...① A x Xx cos x) 2 考えてよい.ている。 x+∞より,x0 と 辺々を x(>0) で割る。 x11 ここで, lim(-1) = lim1=0 x x xxx よって、①とはさみうちの原理より, lim Sinx -=0 ラジ x-x x 答える。 (3) -1≤sin≤1. x x>0のとき AOのとき (3) ここで, x+0 1 180 Onie S mil- |x≦xin─① x sin xxsin-x x lim(-x)=limx=0 x +0 ② lim.x= lim(x)=0niety x-0 080 したがって, ①,②とはさみうちの原理より, +0) nie 'di 1 limxsin- lim x sin x+0 limxsin=0 よって、 * → 0 in sin s 180 x→0より,x +0 と x→0の場合を考える. 0ssin 1/11とし えてもよい. sin x200 場ができる limf(x)=α x → a =0 x *--0 x 1 nie S x mil- ( = (同じ式) Onia lim f(x) xa+0 として考 = limf(x) = a x-a-0

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(2)で底が一より小さいので不等号の向きが変わるのは分かるのですが、いつどのタイミングで変わるかがよく分かりません。どなたか解説お願いします🙇

202 第5章 指数関数・対数関数 練習問題 16」 次の方程式・不等式を解け . (1)(10g)+210g3x=0 (2) (logir)²-logir²-320 精講 t=logar という変数変換をすることで,2次方程式や2次不等式 に持ち込むことができる問題です.この変数変換では, には真数 条件により x>0 という制約がつきますが,こが x>0 の範囲を動くときに は, t はすべての実数値をとりうるので,tの変域には制約がつきません。 解答 (1) t=10g とおく. 真数条件より x>0 ….. ① (このときはすべての実数をとる.) 与方程式より,f2+2t=0, t(t+2)=0, t=0, -2 t=0 のとき logs=0 log3 = 10g33°⇔ x=1 t=-2 のとき logsx=-210g=log33-2⇔ x= r= -1/1 9 よって、x=1/11 1 (これらは ①を満たす.) (2) t=log} とおく.真数条件より 「x>0 かつ^>0」⇔x>0 …② (このときはすべての実数をとる.) 与不等式より,(10g/r)^-10g/x-3≧0 (logr)²-2logr-3²0 -2t-3≧0, (t+1)(t-3)≧0, t≦-1, 3≦t log}x≦-1,3≦log/ -1 logir ≤log (1), 32 (12) 11083(12) 10g/ log/ ≤ 底1/23は1より小さいので. I (21) (12) 2 ≧x 122, 121 8 ②とあわせて,0<xs/1/2≦x 8 31 O 8 _t=log/x 1 0<a<1のときは 不等号の向きが反転 する 2

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(2)の変域を変えた後がよく分からないのですがどなたか丁寧に解説してくれませんか?

182 第5章 指数関数・対数関数 練習問題 8 (1) 次の方程式・不等式を解け. (i) (2)2-6.2"+8=0 (i) 4-2+1-2³ 20 (2) 次の関数の最大値・最小値を求めよ. 精講 (1Xi) t=2" とおくと t=α* と変数変換すると,これらの問題はtの2次方程式・不等 式または2次関数の問題に帰着させることができます.このとき 変数を変えれば, 変域も変わる というおなじみの標語を思い出してください. には何の変域もついていませ んがt=2" という変数変換をすることで, t には t> 0 という変域がつきま す。 t> 0 ...... ① 与方程式は y=x+1-6.3x+2 (-1≦x≦2) t²-6t+8= 0 (t-2)(t-4)=0 (ii) 52-4.5+¹-125=0 (iv) (+)* - 3/1 9 (2)²-2-2²-820 t²-21-820 (t+2)(t-4)≧0 t≤-2, 4≤t ③より すべてのに 対して 20 t=2,4 (これはともに①を満たす) t=2 のとき 2F=2' より x=1 t=4 のとき 2F=2^2 より x=2 よって、x=12 (m) t=2^ とおくと, t>0 ...... ③ 与不等式は 解答 --6<0 3.2 t24 2²2² 底2は1より大きいので, x≧2 (ii) t=5^² とおくと t>0 ...... ② 与方程式は, [ 5+1 = 5F • 5' (5)2-4-5-5-125=0 t2-20t-125=0 (t+5)(t-25)=0 ②より t=-5.25 AT=22x=(2F) 2 4 tit=21 1 0 t=25 5=52 x=2 負の解は不適となる 2 x == (13) (iv) t= 与不等式は ( ( ² ) ² − ( 3 ) * - 6 - t²-t-6<0 (t+2) (t-3)<0 2<t <3 ④より とおくと,t>0 ...... ④ 底 0<t<3 t>0は常に成り立つので, t<3 について解くと (13) (14) 3-(4) x>-1 は1より小さいので (G)-(G)-(GT) (2) t=3 とおくと をとる. 不等号の向きが反転する -1≦x≦2において y=9.9-6・3・32 =9(3) 2-543 = 9t2-54t 3-1 34 32 変域が 変わる ≤t≤9- t=3² 1 3 この変域において, y=9(t-3)2-81 は t=9 (すなわち x=2) のとき最大値 243 t=3 (すなわち x=1) のとき最小値-81 9 tの変域 11/13 2 の変域 \-(-3) 13 183 - 10 9 X -243 -81 第5章

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(3)の答えがえになる理由を教えてください!

字型磁石 回転したときコイルはど 次のアに続けて, イ~ 号で答えなさい。 I BO 電源装置 a a でコイルを押して回転 線 検流計 伝させたときに,検流 確認できた。 このと の中の」 という語句に <鳥取県 > クの板, 導線, 方位 うな装置を作り, そ 琉がつくる磁界を調 では東を指し, 図2 透明なプラス チックの板 B|| 方位磁針 沿って点Aへゆっ 時計回りに回っ を指す ウ. 東 一線に沿って点B 磁針のN極は, 点Cで反転して 11 次に令子さんは, 図3のような装置を 作り, 電磁石と磁石 が相互におよぼすカ の関係を調べた。こ の装置を使って図4 の矢印の向きに電流 を流し、電磁石の右側から 磁石のN極を近づけて固定 すると、電磁石は左に移動 し図4の位置で静止した。 (2) 図4の電流の向きと磁 石のN極の位置を変えず に、電磁石の位置が図4 よりも左側にくるように するには、電流の大きさを ① (ア. 小さく イ. 大きく) 図3 磁石 木の棒 するとよい。 または、 別の磁石を用意して, 電磁石の 左側に② (ア.S極イ.N極) を近づけるとよい。 )の中からそれぞれ最も適当なものを 一つずつ選び,記号で答えなさい。 ① ② の 乾電池 導線の 回転方向 (staro) 令子さんは、エナメル線を8の字形に巻いた導線を用 いて,図5のような装置を作った。8の字部分の両側に 磁石を置いて,電流を流したところ、導線は矢印の向き に回転し続けた。 図5 両端のエナメルを けずり取り 8の字 形にした導線 ア. X側:N極 イ. X側:S極 ウ. X側:N極 工. X側: S極 図4 電磁石 鉄心 電磁石 木の棒 あ Aras み合わせとして最も適当なものを、次のア~エから一 つ選び, 記号で答えなさい。 Y側: S極 Y側:N極 Y側:N極 Y側: S極 磁石 「図5の2つの磁石, それぞれのX側,Y側の極の組 <熊本県 電流と磁界の関係について調べるために、次の実 を行った。 (1)~(3)の問いに答えなさい。

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