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Mathematics Senior High

113. mとnが互いに素でないことを言い換えると mとnが素数を公約数にもつ となるのはなぜですか? 例えばm=20,n=4のときm,nは互いに素でなく、 公約数は4で素数ではないですよね?

基本例題 113 互いに素に関する証明問題 (2) 00000 自然数 α, bに対して, aとbが互いに素ならば, a+babは互いに素であるこ とを証明せよ。 p.476 基本事項 [②] 重要 114 指針a+b と ab の最大公約数が1となることを直接示すのは糸口を見つけにくい。 そこで,背理法(間接証明法)を利用する。 →a+b と ab が互いに素でない,すなわち a+b と ab はある素数』を公約数にもつ,と仮定して矛盾を導く。 なお,次の素数の性質も利用する。 ただし, m, nは整数である。 mnが素数」の倍数であるとき, mまたはn はかの倍数である。 CHART 互いに素であることの証明 ① 最大公約数が1を導く ② 背理法 (間接証明法) の利用 解答 a+b と ab が互いに素でない, すなわちa+b ab ある素 数』を公約数にもつと仮定すると ② (k, lは自然数) a+b=pk...・・・ ①, ab=pl と表される。 ② から, a または6の倍数である。 aがpの倍数であるとき, a=pm となる自然数mがある。 このとき, ①から6=pk-a=pk-pm=p(k-m) となり, ももかの倍数である。 これはaとbが互いに素であることに矛盾している。 bがpの倍数であるときも、同様にしてαはpの倍数であり, aとbが互いに素であることに矛盾する。 したがって,a+b と αb は互いに素である。 mとnが互いに素でない ⇒ m nが素数を公約 数にもつ <k-mは整数。 <a=pk-b =p(k-m') ( m'は整数) [参考] 前ページの基本例題112 (2) の結果 「連続する2つの自然数は互いに素である」 は, 整数 の問題を解くのに利用できることがある。 興味深い例を1つあげておこう。 問題 素数は無限個あることを証明せよ。 [証明] を2以上の自然数とすると+1は互いに素であるから,(n+1) は異な 」 る素因数を2個以上もつ。 同様にして, n=n(n+1)=n(n+1) (n2+1) は異なる素因数を3個以上もつ。 この操作は無限に続けることができるから, 素数は無限個存在する。 ※各自=2や=3などの場合で,このことを検証してみるとよい。 素数が無限個あることの証明は, ユークリッドが発見した背理法を利用する方法が有名である が、上の証明は、21世紀に入って (2006年), サイダックによって提示された, とても簡潔な方 法で 481 4章 17 約数と倍数、最大公約数と最小公倍数

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Mathematics Senior High

赤丸で囲ったところ、これはどうして1/nになるのですか? S2n-1という置き方がちょっとややこしくて分からないです

を求める。 ジ参照)。 3). 湖の項の和 ように してよい。 七rの等比 ら第n項目 1 -1のとき ") K1 解答 冒樹 無限級数 1- ① について (1) 4 4 (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, S27-1, San をそれ BORDS)) 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。 裏 練習 ③ 43 基本例題 43 2通りの部分和 S27-1, S2 の利用 12/2+1/2/-1/3+1/1/11/1+1/ 145 TIE 指針 (1) S2-1 が求めやすい。 S2 は S2=S211+ (第2n項)として求める。 (2) 前ページの基本例題42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, Sh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。 [1] lim S27-1=limS2=Sならば limS=S 7248 n→∞ [2] lim S27-1キlim S2 ならば n-00 148 (1) Som-1-1-1/2/2+1/2/-/1/3+1/13-1/4+1/1 -1-(12/2-121)-(1/3-1/3)- =1- =1 S2n=S2n-17 1 n+1 =1- lim S27-1=1, lim S2n=lim(1- 12-00 1-0 12-00 limS=1 1 n+1 無限級数の扱いに関する注意点 1 検討上の例題の無限級数の第n項を (2) (1) から よって 12400 したがって,無限級数 ① は収束して, その和は1 4 4 (2) 2-33 +232-33 +3/- n 1 1 (1) 2 1/2 + 3 3 3 + 1 / 2 + 3 3 3 + 1 / 2 + 3 3 3 3 +...... 22 32 33 118 {S} は発散 n+1 42 n n + VIDRET n+1 1 n n n n+1 は 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)+…..... などとしたら大間違い! ただし, 有限個の和については,このような制限はない。 基本42 次の無限級数の収束、発散を調べ,収束すればその和を求めよ。 (1-1) S 参考 無限級数が収束す れば、その級数を、順序を 〒 1 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。 とみて, S=0 -511-11-01発S=0] 部分和 (有限個の和)なら ( )でくくってよい。 K と考えてはいけない。( )が付いている場合 75 n+1_n+2_____$+1=2 (5) n+1 2章 p.81 EX 30 4 無限級数 介 見 ト n th

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Physics Senior High

画像の問題の回答教えていただきたいです😿

題 1 次の文章を読み に適する数式を入れ, [ に適する語句または文章を入れよ。 ほぼ50年前に, 人工衛星の打ち上げに初めて成 功して以来, 人類は月面着陸さらに火星探査に成 功するまでに至ったが, 300年も前にニュートンは すでに人工衛星の可能性を予言していた。 ニュートンが予言したような地球のまわりを まわる人工衛星について考えてみよう。 ただし、地球を半径R,質量Mの一様な球と みなし, 地球と人工衛星以外の天体の影響, 地球の自転と公転および大気の影響は無視 する。 地表での重力加速度の大きさg は, M, R と万有引力定数Gを用いて,g=ア と表される。 いま, 地表から打ち上げられた質量 mo の物体が, 半径 α, 速さの円運動をする 人工衛星になった。 この衛星にはたらく円運動の加速度は万有引力によって生じるの で,その関係式はイと表される。 これより速さはv=ウ となり,この円運動 の周期T は, G, M, a によって,T=エと表される。円軌道を描く人工衛星のカ 学的エネルギーは、(イ) を用いて G, M, mo, a によって,オと表される。 ただ し,万有引力が0になる無限遠点を位置エネルギーの基準点にとる。 円軌道上の点Aで,衛星中の質量m' の部分が,衛星の進む方向と逆向きに相対速 度V(Vは正) で衛星から瞬間的に分離された。 分離直後, 衛星の残りの部分は質量が m=mom'となり, 速さがv からに増加し, 図のように地球の中心を焦点とす るだ円軌道を描くようになった。 質量m'の部分の速さはva-Vとなる。 ただし,分 離直前の衛星の速度の向きを正とする。分離前後で運動量が保存されるとして, その保 存則は,mo, m', m, Vo, va, V を用いてカで表される。 B UB VA -b A 地球の中心よりだ円軌道の近地点Aまでの距離はαである。 遠地点Bまでの距離を b とする。惑星の運動に関するキ]の第2法則を人工衛星に適用すると, 地球の中 心と衛星とを結ぶ線分(動径) が,単位時間当たりに描く面積は一定である。 近地点Aで の面積速度は 12/24v』であるから,遠地点 B での速度vgは,a,b, vaを用いて, - UB=ク と表される。 だ円軌道上では、力学的エネルギーは運動エネルギーと万有 引力による位置エネルギーの和であり保存されるから, 点A と点 B での力学的エネル ギーが等しいことは, G, M, m, va, UB, a, b を用いて,ケで表される。 (ウ), (ク),(ケ)より, a, b を用いて, "=| | XVO, UB=サ となる。 人工衛星が図のようなだ円軌道を描くためには,点Aでの力学的エネルギーが負で あればよいので, v = (ウ) を考慮すれば, "A<シ xv となる。これと (カ) より, Vの上限は, mo, m' を用いて, ス となる。 (コ)×vo の式を変形して, 6 (人工衛星の到達距離) を vo, va, a を用いて表す。 この式を用いて,vAが(シ)×vに限りなく近づくと,人工衛星の最大到達距離はどう なるかを述べよ。〔セ]

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