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数学 高校生

次の問題で青い線はどの様にして出しているのでしょうか?解説お願いします🙇‍♂️

思考プロセス t>0 とする。 放物線 C:y=x2 上の点P(t, t2) における法線を1とする。 法線と放物線 C で囲まれる部分の面積Sの最小値とそのときのtの値を 求めよ。 Thm.3(3次関数) ⑥ y = ax+b+c+d 6 法線・・・ 点P を通り, 点PにおけるCの接線に垂直な直線。 面積Sは 公式の利用 の構図 ⑨3次関数 11 《QAction 放物線と直線で囲む面積は,S(x-a)(x-B)dx=-1/2(B-α)を用いよ IとCの共有点のx座標 α, βを求める。 ⇒ α, β のうち1つは点Pのx座標であることに注意する。 解 y = 2x より 法線lの方程式は 例題 244 Thm, 2 接線と放物線) ④l, y=ax+bxtCl2 S = la (B-x)³ 例題 208 1 y-t² = =- -(x-t) 2t 1 よって y = -x+t² +⋅ 2t 2 法線と放物線Cの共有点のx 座標は = x+ -12- 2t -t- 2t <S(t)) P O t x I 1点P(t, f(t)) における 法線の方程式は | y − f(t) = − -(x- -t) 1 f'(t) 2+1/x-(1+1/2)=0より 2t (x-1){x+ (x−t) { x + (1 + 2/1 ) } = 0 2t IとCは点Pで交わるか この方程式は x = t を解にもつ 1 よって x=t, -t- 2t 244 例題ゆえに S= {(· 1 -x+ t² + x² dx 2t = - L 1 ( x 例題 68 t- − t) { x + ( t + 2 ) } d 1 3 2t x 3 = 1½ { t − (− 1 − 2)}² = 1 ½ (21+ 2+ ) ³ t 2t 2t t0 であるから, 相加平均と相乗平均の関係より s= 2t+ 2t 2t 3 M 5 = 1½ (2² + 1 ) = 1 - (2√2 · 117 ) = 1/3 2/2t⚫ 6 1 これは 2t = すなわちt= 2t のとき等号成立。 2 したがって, Sは t =1のとき 最小値 L(x-a)(x-B)dx — — -(ẞ-a)³ ReAction 例題 68 k 「X+ (X> 0) の最小 X 値は, (相加平均) ≧ (相乗 平均) を利用せよ」

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数学 高校生

(2)⑭についての質問です。 答えがわかっていたので、答えに合わせるように計算を行いました。 その時の計算式で Xの分散を小数第5位(0.81142)まで書いて計算しないといけない理由が分かりません。 教えて欲しいです。

例題2 [データの変換] 3 かし 温度の単位として, 損氏(℃)のほかに華氏 (°F)があり、℃とが同 じ温度を表すときのxとの関係は,,v=1.8c+32であることが知られて いる。 日本のある都市において, 1週間の最高気温を測定したデータが次の表 のようであった。 このとき、 次の値を求めよ。 ただし, 平均値は四捨五入 して小数第1位まで, 分散は四捨五入して小数第2位まで求めよ。 最高気温(℃) 8.5 9.2 10.8 8.2 日 月 火 水 木 金 土 8.7 7.9 8.3 (1) 最高気温の平均値と分散 ヒント 共分 Sky の偏差をgの偏差の 私の平均値 (2) 華氏 (°F) で表したときの最高気温の平均値と分散 解答 r= Sty Sx3y (1) 最高気温を表す変量を℃とすると, xの平均値は IC == // (8.5+9.2+10.8+8.2+8.7+7.9+8.3)=Dg.8 (℃) であるから, x-xと (x-x)の値は下の表のようになる。 8.5 9.2 10.8 8.2 8.7 ◆平均値 =(エエエッ 7.9 8.3 x-x -0.3 0.4 2.0 -0.6 ② -0.9 3 (xx) 20.09 0.16 4.00 0.36 ④ 0.81 5 分散 s よって,x の分散szは,s2=1/2x65,68 S = 00.8114285.7.... ²= {(x1−x)²+(x2-x)² n より, 四捨五入すると,08 +…+(x_x)}} (2) 華氏で表したときの最高気温の変量を°Fとすると, xとyに y=1.8c+32の関係があるから, yの平均値y は 9 y= 1-8 +1032 147-84 (°F) y=ax+bのとき 98.8 y=ax+b より、四捨五入すると, 華氏で表したときの平均値は,1247.8 F また,yの分散 sy2は 2 13 1.8 Xs2=14 より、四捨五入すると、華氏で表したときの分散は12,63 y=ax+bのとき s₁²=a²s₁² →1.8×1.8×0.81142 = 2.6290- 類題2 次の変量xのデータについて, u=- 2 変量をuとする。 x-50 とおいて得られる新しい x:64 52 54 77 60 68 57 65 59 74 次の値を求めよ。 ただし, 必要であれば, 61=7.8 として計算せよ。 (1)の平均値と標準偏差 (2)の平均値と標準偏差 例題2の答 1 8.8 2 -0.1 (30.54 0.01 15 0.25 65.68 70.811... 8 0.81 9 1.8 10 32 11 47.84 12 47.8 13 1.8 14 2.629・・・ 15 2.63 145

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数学 高校生

次の様な問題で色々調べたら二乗と一次式で表す?方法と別解みたいに係数比較で解く方法などが入りますがどのやり方が一番いいのでしょうか?

★★★★ 例題 214 4次関数のグラフの複接線 f(x)=x4x8x とする。 (1) 関数 f(x) の極大値と極小値, およびそのときのxの値を求めよ。 (2) 曲線 y=f(x) に異なる2点で接する直線の方程式を求めよ。 思考プロセス (北海道大 ) 《ReAction 接線の方程式は, 接点が分からなければ (t, f(t)) とおけ (2)段階に分ける 曲線 y=f(x) に異なる2点で接する。 例題 209 y=f(x)l 例題 212 x=t における y=f(x) の接線/ が x=t 以外の点で再び y=f(x)に接する。 の方程式とy=f(x) を連立すると x=t 再び接する xxの2次式) 0 x=t 以外の重解 (1) f'(x)=4x12x16x=4x(x+1)(x-4) f'(x) = 0 とおくと x=-1, 0, 4 よって, f(x) の増減表は次のようになる。 x 1 ... 0 *** 4 *** + -128 YA f(x) したがって '(x)- 20 + 0 - 0 -37 0 x=0 のとき極大値 0 x=1のとき極小値 -3 x=4のとき極小値128 x (2) 曲線 y=f(x) 上の点(t, -4-8) における接線 の方程式は、f'(t)=4-12-16 より y-(4-413-813) (4t3-12t2-161)(x-t) y=(4t-12-16t)x-3 +81 +81 ... 1 ① と y=f(x) を連立すると x-4x-8x=(4-12-16t)x - 3t + 8t + 8t (x_t)^{x+(2t-4)x +3t-8t-8}=0 ① が曲線 y=f(x) と x=t以外の点で接するのは x²+ (2t-4)x+3t-8t-8=0 ... ② が x = t 以外の 重解をもつときであるから, ② の判別式をDとおくと D=0 D 4 -=(t-2)2- (3t2-8t-8)=-2t²+4t+12 t-2t-60 より このとき②の重解は t=1±√7 -128 x=t で接するから, (xt) を因数にもつ。 これは, t と異なる。 ここで, tはピー 2t-6 = 0 を満たし 12 4t-4 t2-21-6 4t3-12t2-16t 4t + 8t 4t3 - 8t2-24t - 4t + 8t + 24 -3t+2t-6 -24 -3t+8t³ + 8t² 2-21-6) - 3t + 6t + 18t2 21-102 2t3 42 12t 612+12t 割り算をして,次数を下 げる。 1-2t60 より t=2t+6 よって 4t3-12t2 - 16t =4t(t-3t-4) =4t(-t+2) = 4t +8t =-8t-24+8t = -24 のように次数を下げても よい。 よって, t = 1±√7 のとき 6t+12 +36 -36 4t3-12-16t=(t2-21-6)(4t-4)-24-24 36 +81 +81=(2t-6) (-312+2t-6)-36=-36 したがって, 求める接線の方程式は, ① より y=-24x-36 (別解) 求める接線を y=ax+b... ① とし,2つの接点のx座 標を x = s, t (sキt) とする。 y=f(x) と① を連立 すると x4x8x-ax-b=0 ②は, x= s, をともに重解にもつから, (x-s) (x-t)=0 ··· ③ とおける。 ③は {(x-s) (x-t)}= 0 x^2(s+t)x+{(s+t) +2st}x" ... 2 例 38 5章 14 導関数の応用 {x-(s+t)x+st}=0 -2(s+t)stx+(st) =0 ... ④ ②④の係数を比較すると -4-2(s+t) ... ⑤ -8= (s+t) + 2st ... ⑥ -a=-2(s+t)st ... ⑦ -b = (st) ... 8 1-8=4+2st よって st =-6 ⑤ より s +t = 2 であり, ⑥に代入すると st =-6 よって, ⑦ より a 2.2 (-6)=-24 ⑧ より b=-36 ここで,s, tは2次方程式 X2-2X-6=0 の解であ り X=1±√7 重解ではないから, sキt を満たす。 stを確かめる。 したがって, 求める接線の方程式は y=-24x-36 2t-4 x= 2 =-t+2=1+√7 (複号同順) 練習 214 曲線 y=x(x-4) のグラフと異なる2点で接する直線の方程式を求めよ。 367 p.392 問題214

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