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数学 高校生

f(x)は連続な関数 と何故書いてあるのですか?

重要 例題 152 置換積分法を利用した定積分の等式の証明 f(x) は連続な関数, αは正の定数とする。 (1) 等式 Sof(x)dx=Sof(a-x)dx を証明せよ。 ex (2)(1)の等式を利用して,定積分 Sox fea-xdx を求めよ。 基本 148 重要 153 指針 (1) a-x=t とおくと、置換積分法により証明できる。 なお,定積分の値は積分変数 の文字に無関係である。すなわち Sof(x)dx = Sof(t)dtに注意。 (2) f(x)=- ex extea-x とすると,f(a-x)= ea-x ea-xtex でありf(x)+f(a-x) = 1 このことと (1) の等式を利用して方程式を作る。 (1) α-x=t とおくと x=a-t 解答 ゆえに dx=-dt x と tの対応は右のようになる。 x 0 →a t a → 0 f(x)dx=(左辺) total a (2)=Sox とし,f(x)=afeとする。(1)の ex e a-x dx よって (右辺)=Sof(a-x)dx=Sof(t) (-dt)=Sos(t)dt-S' f(x)dx ると ex =Sf(x)dx B定積分の値は積分 ex 変数の文字に無関係。 extea-x 等式 Sof(x)dx=Sof(a-x)dx から I=Sf(a-x)dx また f(x)+f(a-x)=- ex ea-x (1)(2)の問題 結果の利用 + extea-x ea-x+ex ゆえに f(x)+f(a-x)=1 よって Sof(x)dx+S,s(a-x)dx=Sdx extea-x extea-x ·=1 <fidx は Sdx と書く。 ゆえに I+I=a したがって a ◄Sdx= [x]=a ペアを考えて利用する 検討(2)の解答では,(1)で示した等式Şf(x)dx=S。f(a-x)dx と関係式f(x)+f(a-x)=1の 力を借りて, 求めにくいf(x)=- ex ex+ea-x の定積分を求めた。このように,f(x) だけでは 扱いにくくても,f(x) f(a-x) のペアを作ると扱いやすくなる場合があることを覚え ておくとよい。 練習 (1) 演

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数学 高校生

57の質問です どうしてmを0か正か負かで分けるんですか?

300302 解 は 20 1-0-1-150 DRE (+11-15005 "-1505'1 のグラフの 道線 14 のとき から 05-520E f(x)の小銭は とき > xs2に含ま におけ 分けして考える。 f(x)=xax+3 とすると f(x)=(x-2)- 22 基本問題&解法のポイント!! 私立大標準レベル 絶対値を含む不等式が解をもつ条件 2次関数がとる最小値の値の範囲につい 出題テーマと 21 連立不等式 x+ax+6≧0, 4x2-8-50 (ax +ve-16 -515+ √ol-8 (a: 2 (a: 57 連立2次不等式の整数解 (a よって, f(x) の最小値を とすると +3 出題テーマと考え方 (a 私立大 レベル 22X すべての実数xに対して, 不等式 -+3>1 かつ>0 の条件 Ind 最小 [3] 最小 -+3 [1] m>1 すなわち 22である。 +3> このときf(x)>1であるから, f(x) を購 実数xは存在しない。 -1≧m≦1のとき, 2√2 M4である このとき, y=f(x) のグラフが直線 y=1と 点のx座標をα, β (α≧β) とすると,不等式 f(x) ≦1 の解は,asxSBである。 なお,a=βのときはasxsaであるが、こ そのときの不等式の解αを表す。 よって, p=a, g=β とすれば、不等式の p≦x≦g と表される。 1のとき, >4である。 このとき. y=f(x) の グラフが直線 y=1と 交わる点のx座標を α, β(a<β), 直線y=-1 と交わる点のx座標を d, β (α'<β')とする [2]>0のとき 02 であるから, 不等式①の解は x2m 20 であるから,不等式②の解は 2x >0のとき,0夢くであるから, 連立不等 式の解はない。 2次不等式がただ1つのをもつ条件 不等式の解を求めて、条件にあてはめる。 整数解を考えるときは、数直線を利用するとよい。 (a 2絶 A 3mx+2m² <0から (x-mxx-2m)<0①Y ■ A る。このとき, a=,b=1である。 kx2+(k-1)x+k-2<0 が成り立つような 定数kの値の範囲を求めよ。 (2)不等式x(m-3)x+m²+2m+1 <0 が 解をもつような整数の個数を求めよ。 2次不等式の解と係数 同値関係の利用。<Bのとき a<x<B⇔x-Q)(x-1) また x <α, B<x (x-α)(x8) 2次式の定符号 f(x)=ax²+bx+c=0 (40) の判別式をDとすると 常に f(x) ≧0">0,Da 常に f(x) <0a<0, D<s 例題 8 a. bは実数で (1) すべて (2) 脂 絶対 間で、 解答 No. Date 2x (m-4) x-2<0から (x+22xm) <0 ② [1]=0のとき となり、この不等式の解はない。 よって、不適。 3 2 ここ よって, 不適。 [3] 0 のとき 20であるから, 不等式①の解は 2<x<m ' [別解] また、不等式②の解は [1] xax+3=1 すなわち xax+2=0を解くと x=a±√√√a²-8 B'S ISBである。 以上から << 2/2 のとき, 不等式の解は存在しない。 72a4のとき, 不等式の解はある実数」 によってpxsgと表される。 >4のとき と不等式|f(x)|≦1の解は, a≦x≦α.. すなわち<4のとき <x<2 -=-2 すなわち=4のとき ない すなわち>4のとき -2<x< [2] 4のとき 連立不等式の整数解が ただ1つとなる条件は 0であるから,-4のとき, 連立不 等式の解はない。 また、 [1]. |x2-3mx+2m² <0 59 ☆ 57 m は定数とする。 連立不等式 の整数解がただ1つ 2x2-(m-4)x-2m<0 61 国公 2 2 31 すなわち x-ax+4=0を解く かないように と x= a±√√a²-16 ゆえに -2 2m -1 mm0x 2m <-1 to -1<m<0 -1<m<- 合成 となるとき, 定数mの値の範囲を求めよ。 また, そのときの整数解を求めよ。 [ 類 16 明治大 ] 42 数 そのときの整数解は x=-1 8 f(x)= a-√√a²-8 よって、このときの不等式の解は 以上から、求めるmの値の範囲は-1 << 1/2 そのときの整数解は x=-1 a-√a³-16 2 58 不等式 ax2+y^+az2-xy-yz-zx≧0 が任意の実数x, y, z に対して常に 成り立つような定数αの値の範囲を求めよ。 18 Ⅱ 関数と方程式・不等式 [滋賀県大〕 4 t 5 1 *55 αを定数とする。 実数xについての2つの関数f(x), g(x) を, それぞれ f(x)=x2-2ax+1,g(x)=xー(2a-1)x+α²-a とする。 (1) すべての実数xについて, f(x) ≧0 が成立するようなαの値の範囲は (2)x2を満たすすべての実数xについて, f(x)>0 が成立するような *sas である。 の値の範囲は a< である。 g(x)=0を満たすすべての実数xについて, f(x)>0 が成立するような の値の範囲は <a<である。 (23) 56αを正の定数とし,不等式 xax+3|≦1 の解を実数の範囲で考える。 <a< のとき,この不等式の解は存在しない。 sas この不等式の解はある実数p, q によって p≦x≦q と表される。α とき、この不等式の解はである。 のとき、 の [21 慶応大] 57

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数学 高校生

かいてます

=√141 +11 +22 39 24-1=23,y,z)(x, 1, -1) =(6-x, 2y-1, 2z+1) ab=0とすると よって (6-x. 2y-1, 2z+1)=(0, 0, 0) 6-x=0, 2y-1=0, 2z+1 = 0 ゆえに x=6, y==- Osa+to+uc =s(1,2,3)+0.25)+# (1,3,1) = (s+u, 2s+2t+3u, 3s+5t+u) p=sa+to+uc とおくと _ 3,12)= (s+ u, 2s + 2t+3, 3s + 5t+) って s+u=0.2s+2+3=3. 3s+5t+w=12 目を解いて たがって s=1,t=2, u=-1 p=a+2b-c = sa +to+uc とおくと ■, 2,9)= (s+u,2s+2t+3u, 3s+5t+a) s+u=-2,2s+2t+3u=2, 3s+5t+u=9 を解いて = -2,t=3,u=0 がって 9=-2a+36 OOA=(0, 1, 2) OA| =VO2+12+22=√5 =(2,1,-1) |=√22+12+(-1)²=√6 =(1-0, -1-1, 1-2)=(1, -2, -1) =√12+(-2)2+(−1)2=√6 (2-0, 1-1, -1-2)=(2, 0, -3) =√22+02+(-3)²=√13 2-1, 1-(-1), -1-1)=(1, 2, -2) =√1°+2°+(-2)²=3 ABCD が平行四辺形であるための必 時はAD=BC である。 座標を (x, y, z) とすると =(x-3, y-4,-1) =(-1-4, 0-2, 2-4) ゆえに -(-5.-2,-2) (x-3, y-4, 2-1)-(-5.-2.-2) よって x-3--5, y-4-2, 2-1--2 これを解いて x=-2, y=2, 2-1 したがって、 頂点の座標は 103■指針 よって、園のとき最小値 √をとる。 (-2, 2, -1) このとき *-(-4 -½ 4) 与えられた3点A, B, Cにもつ平行 辺形は複数考えられることに注意する。 それぞれの場合で、四角形が平行四辺形にな る条件を考える。 105 a+x + ye 条件を満たす平行四辺形は [1] 平行四辺形ABCD [2] 平行四辺形ABDC [3] 平行四辺形ADBC の3つの場合が考えられる。 頂点の座標を(x, y, z)とする。 [1] 四角形ABCD が平行四辺形であるための必 要十分条件は AD-BC よって (x3,y-0, z+4) (4+2, 3-5, 2+1). x3=6, y=-2. z+4=3 したがって x=9. y=-2,z=-1 ゆえに [2] 四角形 ABDC が平行四辺形であるための必 要十分条件は AB-CD よって (-2-35-0,-1+4) =(x-4, y-3, z2) A ゆえに -5-x-4, 5-y-3, 3-2-2 したがって x=-1,y=8, z=5 [3] 四角形 ADBC が平行四辺形であるための必 要十分条件は AD=CB よって (x-3. y-0, z+4) =(-2-4. 5-3, 1-2) ゆえに って x-3=-6. y=2, z+4=-3 x=-3, y=2, z=-7 [1]~[3] から, 頂点の座標は (9, -2, -1), (-1. 8, 5), (-3. 2. -7) 104 =a+b=(0, 1, 2)+(2, 4, 6)-1-50 =(2t, 1+4t, 2+6t) よって -A |x|=(2t)2+(1+4t)' + (2+6) 2 =56t2+32 +5 =56(+)²+ ラノラ 22 3A-A ゆえに、はのとき最小値をとる。 xであるから,このときも最小となる。 (1.-1.-3)+4(2, 2, 1)+x-1, -1, 0) =(2x-y+1.2x-y-1. 3) よって la + x + y 2 =(2x-y+1)+(2x-y-1)+(x-3)2 =(2x-y)2 +2.2x-y) +1 +(2x-3)-22x-y)+1+(x-3)2 22x)+(x-3)2 +2 1. la+x+12 12 2x-y=0. x-3=0 のとき、すなわちx=3, y=6のとき最小となる。 1++x120 であるから、このとき ++苑も最小となる。 よって、求めるxyの値は 106 平行六面体を ABFD-CEHG & L 座標空間の原点をO する。 AB (0-1, -4-1, 0-2) =(-1, -5, 2) x3,y=6 H E AC (-1-1, 1-1, -2-2) =(-2, 0,-4) AD=(2-1,3-15-2) =(1,2,3) A FA・B、発展問題 四角形 ABEC, ABFD, ACGD, BEHFは平行 四辺形であるから OË = OB+BE = OB+AC =(0, -4.0)+(-2, 0, -4) =(-2,4,-4) OF = OB + BF = OB+AD =(0, -4.0)+ (1,2,3) =(1, -2, 3) OG=OC+CG=OC+AD =(-1, 1, -2)+(1,2,3) =(0.3.1) OH = OF + FH = OF +AC =(1,2,3)+(-2.0.4) =(-1,-2,-1) なぜ?これかかないとダメ? 028 第2章 空間のベクトル ベクトル STEPB B *103 平行四辺形の3つの頂点がA(3, 0, 4), B(-2, 5, -1) (4,3, 2)のと き、第4の頂点の座標を求めよ。 *1041=(0, 1, 2) = (246) とする。 =i(tは実数)についての 最小値を求めよ。 また、 そのときのを成分表示せよ。 4 ベクトル 1 内積 注意 = 2 内積と成分 1 ab=ab 2 +0, 6 105=(1,-1,-3),2,2,1) (1,1,0) とする。 a+x+yclを a 最小にする実数x, yの値を求めよ。 注意 平面上 例題10 4点A(1, -1, -1), B2, 2, 3), C(-1, 2, 4), D(3, 3, 1) が ある。 線分AB, AC, AD を3辺とする平行六面体の他の頂点の座標 3 内積の性質 α・ を求めよ。 (a ( 指針 平行六面体 すべての面が平行四辺形 ABEC が平行四辺形であるから OE = OB+BE=OB+AC このことから OF の成分が求められる。 平行六面体をABFD-CEHGとし 座標空間の原点を0とすると、 例えば、四角形 ✓ 107 1辺の長 次の内

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数学 高校生

102これでもいいですか?

x, y, zの値を定めよ。 -27 解答編一 とするとき、 1) 4) =(-5-2,-2) 20 ゆえに よって これを解いて x=-2, y=2z=1/ (-3, y-4, 2-1)=(-5, -2, -2) 01 x-3=-5, y-4=-2, 2-1=-2 をとる。 よって、はのとき最小値 3 √21 2 この したがって、 頂点の座標は (2,2,-1) PANAM 103 与えられた3点A, B, Cを頂点にもつ平行四 辺形は複数考えられることに注意する。 それぞれの場合で、 四角形が平行四辺形にな る条件を考える。 条件を満たす平行四辺形は [1] 平行四辺形ABCD [2] 平行四辺形 ABDC [3] 平行四辺形 ADBC の3つの場合が考えられる。 頂点の座標を (x, y, z) とする。 [1] 四角形 ABCD が平行四辺形であるための必 要十分条件は AD=BC よって (x-3, y-0, z+4) 105 ax + ye =(1, -1, -3)+x(2,2,1)+1,1,0) () =(2x-y+1.2x-y-1, x-3) よって a+xb+ y² =(2x-y+1)2+(2x-y-1)'+(x-3)2 =(2x-y)2 +2.2x-y)+1 (2x-y)-2(2x-y) +1+(x-3)2 =22x-y)2+(x-3)+2 ゆえに、a++は2x-y=0x3=0 のとき,すなわちx=3,y=6のとき最小となる。 a ++ge|20であるから、このとき la+x+y|も最小となる。 801 STEP A・B、発展問題 を示せ。 +3CE+2BC *(1) OA (2) OC 100=(1,2,3), sa+to+uc の形に表せ。 (1) = (0,3,12) *(2) =(-2, 2, 9) 1014点 0(0,0,0), A(0, 1, 2),B(1, -1, 1), C(2,1,-1) について 次の ベクトルを成分表示せよ。 また、 その大きさを求めよ。 (0, 25), (1,131) のとき,次のベクトルを *(3) AB (4) AC *(5) BC って表してみる。 す。 *102 座標空間に平行四辺形ABCD があり, A(3, 4, 1), B(4, 2, 4), C(-1, 0, 2) であるとする。 頂点の座標を求めよ。 No. = (4+2,3-5, 2+1) ゆえに x-3=6, y=-2, z+4=3 したがって x=9, y=-2, z=-1 5 [2] 四角形 ABDC が平行四辺形であるための必 要十分条件は AB-CD よって ゆえに (-2-3, 5-0, -1+4) =(x-4. y-3 z2) -5=x-4,5=y-3, 3=z-2 したがって x=-1,y=8, z=5 [3] 四角形 ADBC が平行四辺形であるための必 要十分条件は AD=CB よって ゆえに したがって (x-3, y-0, z+4) =(-2-4,5-3-1-2) x-3=-6, y=2, z+4=-3 x=-3,y=2z=-7 [1]~[3] から, 頂点の座標は (9, -2, -1), (-1, 8, 5), (-3, 2, -7) 4 a1= (0,1,2)+f(2,4,6) よって =(2t,1+4t, 2+6t) =(2t)+(1+41)+(2+61) 2 =56t+32 +5 22 + +7-150 このとき最小値 232 をとる。 ●えに、は1号のと 120であるから,このときも最小となる。 106 平行六面体を よって、 求めるx、yの値は x=3y=6 H ABFD-CEHGとし、 座標空間の原点をO する。 F AB (0-1, -4-1, 0-2) =(-1, -5,-2) AC=(-1-1,1-1,-2-2) =(-2, 0, -4) - AD=(2-1,3-15-2) =(1,2,3) Date 1987(1) 2=12,-2.4)=216 A 1102 四角形 ABEC, ABFD, ACGD, BEHF は平行 四辺形であるから OE = OB+BE = OB+AC =(0, -4,0)+(-2, 0, -4) =(-2,4,-4) OF = OB+ BF = OB+AD =(0, -4,0)+(1,2,3) =(1,2,3) OG=OC+CG=OC+AD =(-1, 1, -2)+(1,2,3) =(0,3,1) OH = OF + FH = OF +AC =(1,2,3)+(-2, 0, -4) =(-1,-2,-1) ( D1xyz)とすると、ABCDが平行 ◎形になるための必要十分条件は、 扉=(1,2,3)=(x1,y,z-2) x20.y=2.8=5P10-2.5) A

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数学 高校生

94何がだめなんですか? もしくはこれあってますか

5 7 AB・BCBC・CA から AB(AC-AB)=(AC-AB) ・(-AC) P(x, y) として, AP-BP = 0 と OP・OC=k (実数)からxの2次方程式を導く。 8BP=mBC,AP=nAD とし、OP を OA=d, OB=7 を用いて2通りに表す。 9 (1) OD+ とすると OP =sOA+tOD また、(イ)は OP =s(2a+b)+t(a-b)と変形できる。 *(2)3点A(1,2,3), B(3, 2, 1), C(-1, 1, 2) から等距離にある zx 平面 上の点Pの座標を求めよ。 ✓ 94 正四面体の3つの頂点がA(0, 1, 2),B(2,3, 2), C, 3, 0) のとき, 第4の頂点の座標を求めよ。 (0, 0) とおく。 4) NO 93 (1) Py軸上にあるから、その座標を zのとき したがって, 点Dの座標は すると (2, 1, 0) または ( 33 APBP から ゆえに AP2=BP2 {0-(-1))+(y-2)2+(0-(-3))² これを解いて =(0-2)^2+(y-3)²+(0-4)² 15 y=2 よって、点Pの座標は (0.0) (2)Pは zx 平面上にあるから,その座標を (x, 0.z) とおく。 APBP から AP'=BP ゆえに (x-1)+(0-2)²+(z-3)2 すなわち x-2z=0 AP=CP から AP'=CP2 ゆえに (x-1)+(0-2)^+(z-3)2 DA △ABC は AB=BC=CA=2√2の正三角 形である。 95 (1) (7) BH BA+AD+DH =-a+b+c Ad (イ) CÉ=CD+DA+AE. =-a-6+c_ (ウ) FD=FE+EH+HD =-a+b-c (エ) GA-GH+HE+EA =-a-b-c =(x-3)+(0-2)+(z+1)2001 (2) AP=AE+EP = AE + EG =(x+1)+(0-1)+(z-2)^ すなわち 2x+z=4 ...... ② D = AE+(EF+FG) ①,②を解いて =c+(a+b) RA よって、点Pの座標は (10/14) 0, 94 第4の頂点Dの座標を(x, y, z) とおく。 -= N (2, 0, -1) (-3) -1-5) 三角形で Dが正四面体の頂点であるための必要十分条件 |AD=BD=CD=AB は AD=CD から AD=CD2 ゆえに x+ (y-1)2+(z+2)2=x2+ (y-3)2 +22 すなわち y+z=1 ...... ① BD=CD から ゆえに ゆえに BD3=CD2 a B また PC-AC-AP= (AB+BC) AP =(a+b)-(++) +-- 96 AB=d, AD=6,8 AE = } とする。 AC=AB+BC AF=AB+BF c=e+/ ③ また D B ) STEP A・B、発展問題 (2) AB=(2,-1,2)=131=11,2,0)=151 =(-1,3,-2)=((14) = 14 |AB|+ Ac(² = \B? 12 at 5 2BAC=90°の直角角形 AB = (2,2, 0) 101301=(x-2,2-3,Z+2) kol=(x, y-3,2) 194 B ☆D(y、z)とする! (AD (= (7,3-1, 8+2) 8=x-4x+4+86g+9+2/+4z+4 x²+y=6y+9+22=8 つる2+1+2+48+4=8 x² + y²+ 2²-4x-63+48=-9-D xt2+8267=-1-2 x² + y² + 2 ²² - 27 +48=3 -426+42=8 x+z=-2 -4x-6y=-12 2x+3g=6 2x+28=-4 +2x+y=6 b=d+7... ② (x-2)^+(y-3)2+(z+2)=x2+(y-3)2 +22 すなわち x-z=2 ② CD=AB から CD2=AB² x2+(y-3)2 +22 =(2-0)2+(3-1)+(-2+2)2 すなわちx2+(y-3)2 +22=8 ..... ③ 58 y=-z+1, x=z+2...... ① ② から (z+2)2+{(-z+1)-3)2+2=80 これを③に代入して よって 2 (3z+8)= 0 8 ゆえに z=0. 3 ④ から, z=0のとき x=2, y=1 AH=AD+DH であるから a=d+e....... AG=AB+BC+CG=âtet7 ここで、 ①〜③の辺々を加えて a+b+c=2(d+e+7)-18 ++]=(a+b+c) KAG==(a+b+c) 2zty=2 -③-44-42=-4 y+z=1 そy138=3 →3g+2=2 0(3.0.1) y-o x=3 "

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