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Physics Senior High

二つ疑問があります。 ・電場の強さはは一平方メートルを通る電気力線の本数と同じになりますが、より電荷に近い位置の一平方メートルを通る電気力線の本数は遠い位置のものより多くなりますか? ・電気の位置エネルギーは、重力のように引き合う引力だけじゃなく遠ざける斥力も働きますよね、... Read More

220 V章 電気 発展例題35 金属球による電場と電位 点として, 水平右向きにx軸をとる。 クーロンの法則の比例定 半径Rの金属球に,電荷Q(>0) を与える。 球の中心Oを原 数をk,電位の基準を無限遠とする。 (1) 0から距離r (R<r) はなれた点Pの電場の強さと電位を それぞれ求めよ。 x軸上において, 位置 x (0≦x)と電位Vとの関係をグラフに描け。 (2) 指針 電荷は , 金属 球の表面に一様に分布する。 このとき, 金属球内部に電 場はできず, 金属球内部の 電位は一定となる。 電気力 線は図のように広がり, 0 を中心とする球面を垂直に 貫く。 電気力線 解説 (1) Oを中心とする半径rの球面 を閉曲面として考える。 閉曲面内部の電荷の和 はQであり, ガウスの法則から,この球面を貫 く電気力線の本数は4ヶkQ本である。 単位面 積を貫く電気力線の本数が電場の強さである。 球の表面積は4πr2 なので,電場の強さEは, 発展例題36 電位の合成 発展問題 449,457,452 E= 4лkQ =k²²²/² 4πr² 金属球外部の電場のようすは,Oに点電荷Qが あるときと同じである。 電位Vは, (2) x>Rの電位は,(1)から,V=k x Q R k- R O x=RのときはV=kQ/R となる。 金属球内部 の電位は一定で 0, 0≤x≤R VA の電位はx=R の値に等しい。 グラフは図のよ うになる。 R V=kQ r となる Q X V=k- 発展問題 449 453 45.

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Mathematics Senior High

数Ⅲ 無限級数 下の写真についてです。 垢マーカーで印をつけた部分ですが、なぜこのような式になるのでしょうか? S2nー1(2nー1は小文字)のところ(一番最初)から分かりません。 説明を付け足してわかりやすくしていただきたいです。 よろしくお願いします

基本 例題 125 無限級数 1- 1/2+1/12/8/1/3+1/3/1/+1/1/1 ① について (1) 級数 ① の初項から第n項までの部分和をSとするとき, Szn-1, S2をそれ ぞれ求めよ。 (2) 級数 ① の収束 発散を調べ, 収束すればその和を求めよ。 2通りの部分和 S2n-1, San の利用 解普 (1) Sun-1=1-1/2 4 4 指針 (1) S2n-1 が求めやすい。 S2 はS2=S2-1+(第2n項) として求める (2) 前ページの基本例題124と異なり, ここでは( )がついていないことに注意。 このようなタイプのものでは、S を1通りに表すことが困難で, (1) のように S2n-1, S2 の場合に分けて調べる。 そして,次のことを利用する。 Sn=Szn1 [1] limS27-1 = lim S2 = S ならば limS=S 2400 [2] lim S21-1≠lim S2 ならば 1/12/+2/-/1/3+1/31/+1/1/1 n n =1-(1/2/-/1/1)-(1/3-1/31) (一号)= :1 n+1 ・+ S2=S24-1-1=1-1 n+1 lim S21-1=1, limS2=lim( 4 4 ・・・・・・・・・・・・・・ (2) (1) から よって limS=1 したがって, 無限級数 ① は収束して, その和は1 n+1 11:00 {S} は発散 + 基本124 = 部分和 (有限個の和)なら ( )でくくってよい。 [参考] 無限級数が収束すれば, その級数を、順序を変えずに 任意に( )でくくった無限級 数は,もとの級数と同じ和に 収束することが知られている。 検討 無限級数の扱いに関する注意点 上の例題の無限級数の第n項を [1/1 と考えてはいけない。 ( )が付いている場合は,n 1 n+1 番目の( )を第n項としてよいが,( )が付いていない場合は, n番目の数が第n項となる。 注意 無限級数では, 勝手に( )でくくったり、 項の順序を変えてはならない! [例えば, S=1-1+1−1+1−1+....=(1-1)+(1-1)+(1-1)+•••••• したら大間違い! (Sは公比1の無限等比級数のため、 発散する。) ただし, 有限個の和については,このような制限はない。 とみて, S=0 な 0などと] 211 4章 15 無限級数

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