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Physics Undergraduate

電気双極子がつくる電場の導出過程において、 赤線部分の式変形が分かりません。 ご解説よろしくお願い致します。

9 電荷と静電場 電荷の大きさを4, 負の電荷から正の電荷にいたるベクトルをdとするとき, p=gd をその電気双極子の双極子モーメントという (図 9.26) 電気双極子がどのような電場をつ (9.43) くるかはpによっている。 一酸化炭素COや水H2Oなどの分子は電気的に中性だが,電子による負の電荷の分布の中 心と原子核による正の電荷の中心が少しずれている。このような分子は電気的には電気双 極子とみなすことができる. 電気双極子による電場を,まず電位を求め,それから式 (9.42)によって電場を計算す る,という方法で求めてみよう. 1 V(r)= 4760 (√r-d/2\_\r+d/21) 正負の電荷の中心を原点とし,正の電荷g はd/2に,負の電荷-gはd/2にあるとする. このとき, rにおける無限遠を基準点にする電位は,式 (9.37 ) により 191 図 9.26 電気双極子 1 \r-d/2 = (r²-d.r) + = 1/(1+d+r) となる。第2項はdの符号を変えればよいから, となる.ここで|d|は小さく, |d|<|r|であるとして, dについて1次までの近似でV(r) を 計算する. 式 (9.44) の( )内の第1項では, dについて2次以上の項を無視すれば, |r-d/2|=(r-d/2)・(r-d/2) r²-d.r したがって,式 (A.28) の近似を使って dr \r+d/2₁ ==—= (1-2;r) となる。これを式 (9.44) に代入し, (9.44)

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127の(1)の問題で、軸がx>1である理由とf(1)>0を求める理由がわかりません。 x軸のx>1の部分と異なる2点ならxが負の値のx軸上の点と交わるのはダメなのでしょうか? 簡単に言うとD>0を求めた後の解法が全くわかりません。

210 10000 基本例題 127 放物線とx軸の共有点の位置 (2) | 2次関数y=x- (a+3)x+α² のグラフが次の条件を満たすように,定数αの の範囲を定めよ。 (4) x軸のx>1 の部分と異なる2点で交わる。 (2) x軸のx>1 の部分とx<1の部分で交わる。 指針 前の例題では,x軸の正負の部分との共有点についての問題であった。 ここでは 外の数んとの大小に関して考えるが, グラフをイメージして考える方針は変わらな い。 (2) ƒ(1)<0 (1) D> 0, (軸の位置) > 1, f(1) > 0 を満たすように,定数aの値の範囲を定める。 EGIN a +3 f(x)=x²-(a+3)x+α² とし, 2次方程式f(x)=0の判別式をDとする。 である。 解答 y=f(x)のグラフは下に凸の放物線で、その軸は直線x= (1) y=f(x)のグラフがx軸のx>1 の部分と異なる2 点で交わるための条件は,次の [1], [2], [3] が同時< (0) LINESE に成り立つことである。 [1] D0 [2] 軸がx>1の範囲にある聞 [3] f(1) > 0 [1]_D={−(a+3)}²−4•1•a² =−3(a²-2a-3) =-3(a+1)(a-3)) (a+1)(a-3)<0 D > 0 から よって -1<a<3 ① について a+31 2 [2] 軸x=Q+3 2 ゆえに a +3>2 すなわちa> - 1 [3] f(1)=12-(a+3) 1+a²=a²-a-2=(a+1)(a-2) f(1) > 0 から a <-1,2<a ① ② ③ の共通範囲を求めて (3) 20 2 <a <3 (a+1)(a−2)<0 **²*TARO 1 ...... (2) 20 (2) y=f(x)のグラフがx軸のx>1 の部分とx<1の 部分で交わるための条件は ゆえに すなわち + ALLE (軸) > 1 US $11 f(1) < 0 [] [s] [] 503 -1<a<2 の正の部分 #*@+0<d XOSTETOXO 注意 例題 126, 127 では 2次関数のグラフとx軸の共有点の位置 23 a+3 2 O ① 基本例 2次方程 もつよう X 指針 a 解答 RY x IB に関する問題を取り上げたが, この内容は、下の練習 127 の ように,2次方程式の解の存在範囲の問題として出題されることも多い。しかし,2次方程 式の問題であっても,2次関数のグラフをイメージして考えることは同じである。

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⑴の問題で、a>0の場合を考えないのはなんでですか?

96 第2章 2次関 例題 40 次の問いに答えよ.大 (1) 2次関数y=ax2+2x+a+1 が最大値1をとるように定数aの値 を定めよ. 最大・最小による係数の決定 ② 関数y=x2+x+c+1(-1≦x≦1) の最大値が5のとき,定数c の値を求めよ. (3) 関数y=ax²-4ax+b(-1≦x≦3) の最大値が7, 最小値が−2の とき,定数a,bの値を求めよ。 ほか OSS 考え] (1) x2の係数の正負によって, 頂点で最小または最大になる. (2) グラフは下に凸 内製薬( st(xr 軸は直線x=- =-121より、区間(-1≦x≦1) 内にあるので,軸のところで最小値をとり 軸から遠い方の区間の端で最大値をとる. Checl (軸が区間内(下に凸) 軸 最小値 最大値 (ii) a=0のとき, 関数はy=b (一定) となる. i a<0 のとき A (3)の関数は2次関数とは書かれていないので、a>0.a=0 a<0で3つの場合に 分け, 軸と定義域の区間の位置関係を調べる. のとき a>0 グラフは下に凸 軸は直線x=2より, 軸は区間内にある. **** 30 $2 軸が区間内 - 小 軸から遠い方の区間の端=x) (3@[=x) & 解答 (1) 最大値をもつのは, グラフが上に凸のときなので, a <0...... 1 y=ax²+2x+a+1=a = a (x ² + ² ² x ) + a 2 x+a+1 ACT 最大値が1だから, = a√(x + ¹)² = ²² + a +1 a Mo 1 -+a+1=1 a 両辺をa倍すると, -1+α²=0 より, 最大軸から遠い方 で最大値 最小 1 2 軸から遠い 方で最大値 {y_@_s>x>1< で最小値 -1 XHORMAS & = a {(x + ¹)² = ( ₁ )²} + a + : -a+10 RD 軸で最小値 1 x グラフは上に凸 で最大値- 軸 x=2 は区間内にある. 軸が区間内 (上に凸) 軸から遠い 最小値 ⇔ 軸から遠い方の区間の端に方で最小値、最小 1-5 最大値 軸 x=2 -1 3 最大値をもつので 2 次の係数は負 平方完成 最大 最小 x=2| 最大 3 a=±12xS- (8) EN 06

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