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数学 高校生

数学A 順列 円順列・重複順列 どうやって計算したら赤で線をひいいたところの答えになるかがわかりません。 教えてくださると助かります!

1章 364 基本 21 組分けの問題 6枚のカード1,2 3 4 5 6 がある 慣列 00000 (1) 6枚のカードを組Aと組Bに分ける方法は何通りあるか。 ただし、各組に 少なくとも1枚は入るものとする。 (2)6枚のカードを2組に分ける方法は何通りあるか。 (3) 6枚のカードを区別できない3個の箱に分けるとき, カード1,2を別々の 箱に入れる方法は何通りあるか。 ただし、空の箱はないものとする。 指針 (1) 6枚のカードおのおのの分け方は,A,Bの2通り。 2通り 23456 ズーム UP 重複順列,組分けの問題に関する注意点 2321337 365 前ページの例題21 や p.372 例題 25 のように, 組分けの問題には、いろいろなタイプがあ り問題の設定に応じて考えていく必要がある。 例題21では重複順列の考えを利用して いるが,その内容について更に掘り下げて考えてみよう。 ●重複列の考え方 異なるn個のものから個取る重複順列の総数は n (*) 2222 123456 ↑ 1 2 重複順列で ↑ ↑ ただし,どちらの組にも1枚は入れるから, 全部を -2 AまたはBに入れる場合を除くために A A A B B or or or or or or B B B B 単に公式として覚えているだけでは,nとrを 取り違えて,例えば (1) は, 26でなく62としてしまうミス 通通通通通通 りりりりりり (2) (1) で, A, B の区別をなくすために ÷2 (3)3個の箱をA, B, C とし, 問題の条件を表に示すと, 右のようになる。 よって,次のように計算する。 箱 ABC カード 12 (3456 を A, B, C に分ける) -(Cが空箱になる = 3, 4, 5, 6をAとBのみに入れる) 3,4,5,6から少なくとも1枚 CHART 組分けの問題 0個の組と組の区別の有無に注意 (1) 6枚のカードを, A, B2つの組のどちらかに入れる方 | A,Bの2個から6個取 る重複順列の総数。 法は 2°=64(通り) 64-262 (通り) をしやすい。 よって、慣れないうちは指針の (1) にあるような図, または上の図の ように、各位置に何通りの方法があるかがわかるような図をかくとよい。 また、図をかくことで, 重複順列は,積の法則を繰り返し利用したものになって いることがわかり, (*) の式の原理をしっかり理解するのにも役立つ。 組分けの問題での注意点 1 組分けの問題では, 0個となる組が許されるかどうかにまず注目しよう。 (1)では, 「各組に少なくとも1枚は入る」 0枚の組はダメ) という設定であるか ら, A0枚, 組B:1~6の6枚) の分け方と (A1~6の6枚組B: 0枚) の分け方を除く必要がある。 ここで, 仮に 「1枚も入らない組があってもよ 「い」 (0 枚の組もOK) という設定ならば, 答えは2°=64 (通り) となる。 なお,(2)では,一方の組に6枚のカードすべてを入れると組の数は1となり, 2組という条件を満たさない。 すなわち, 問題文に断り書きはないが,「0枚の組 は許されない」という前提条件のもとで考えていくことになる。 (2) において ÷2 する理由 解答 このうち, A,Bの一方だけに入れる方法は よって, 組A と組B に分ける方法は 2通り (2) (1) A,Bの区別をなくして (2組の分け方)×2! = (A, B2組の分け方 ) 62÷2=31 (通り) このうち, Cには1枚も入れない方法は 24通り したがって 3'-2'=81-16=65 (通り) A, B, C の3個の箱のどれかにカード3, 4, 5, 6を入 れる方法は 34通り (3) カード 1, カード2が入る箱を, それぞれ A, B とし, (3) 問題文に「区別できな 残りの箱をCとする。 い」 とあっても、 カード (1) の 62通りの分け方のうち、 例えば (1) で B 1が入る箱, カード2が 入る箱, 残りの箱, と区 別できるようになる。 は右の①、②の分け方は別のもの (2通 り)である。 ① 4 2.3 ②2 41 5. 6 1 12. 6 2.3 て Cが空となる入れ方は、 A,Bの2個から4個取 る重複順列の総数と考え 2通り しかし, (2) では組 A,Bの区別がなくなる から ①と②は同じもの (1通り) となる。 62 ④ 円順列・重複順列 ③ 21 習(1)7人を2つの部屋 A, B に分けるとき,どの部屋も1人以上になる分け方は全 部で何通りあるか。 (2) 4人を3つの部屋 A, B, C に分けるとき, どの部屋も1人以上になる分け方は 全部で何通りあるか。 (3) 大人4人, 子ども3人の計7人を3つの部屋 A, B, C に分けるとき どの部屋 も大人が1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。 p.366 EX 18 (1)の組分け ①〜62のうち,組の区別をなくすと同じになるものが2通りずつあ るから,(2)では÷2としているのである。 組分けの問題での注意点2 組分けの問題では, 分けるものや組に区別があるかないかをしっかり見極める ことも重要である。 例えば、 例題 21(1), (2) ではカードに区別があるが, 仮にカー ドの区別がないとした場合は, 結果はまったく異なるので、注意が必要である。 詳しくは解答編 .259 の検討参照。 カードの枚数だけに注目し, 数え上げによって 分け方を書き上げると, (1) では5通り, (2) では3通りとなる。 -6327 さ 6×3=3

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数学 高校生

数学A 順列 円順列・重複順列 どうやって計算したら赤で線をひいいたところの答えになるかがわかりません。 教えてくださると助かります!

1章 364 基本 21 組分けの問題 6枚のカード1,2 3 4 5 6 がある 慣列 00000 (1) 6枚のカードを組Aと組Bに分ける方法は何通りあるか。 ただし、各組に 少なくとも1枚は入るものとする。 (2)6枚のカードを2組に分ける方法は何通りあるか。 (3) 6枚のカードを区別できない3個の箱に分けるとき, カード1,2を別々の 箱に入れる方法は何通りあるか。 ただし、空の箱はないものとする。 指針 (1) 6枚のカードおのおのの分け方は,A,Bの2通り。 2通り 23456 ズーム UP 重複順列,組分けの問題に関する注意点 2321337 365 前ページの例題21 や p.372 例題 25 のように, 組分けの問題には、いろいろなタイプがあ り問題の設定に応じて考えていく必要がある。 例題21では重複順列の考えを利用して いるが,その内容について更に掘り下げて考えてみよう。 ●重複列の考え方 異なるn個のものから個取る重複順列の総数は n (*) 2222 123456 ↑ 1 2 重複順列で ↑ ↑ ただし,どちらの組にも1枚は入れるから, 全部を -2 AまたはBに入れる場合を除くために A A A B B or or or or or or B B B B 単に公式として覚えているだけでは,nとrを 取り違えて,例えば (1) は, 26でなく62としてしまうミス 通通通通通通 りりりりりり (2) (1) で, A, B の区別をなくすために ÷2 (3)3個の箱をA, B, C とし, 問題の条件を表に示すと, 右のようになる。 よって,次のように計算する。 箱 ABC カード 12 (3456 を A, B, C に分ける) -(Cが空箱になる = 3, 4, 5, 6をAとBのみに入れる) 3,4,5,6から少なくとも1枚 CHART 組分けの問題 0個の組と組の区別の有無に注意 (1) 6枚のカードを, A, B2つの組のどちらかに入れる方 | A,Bの2個から6個取 る重複順列の総数。 法は 2°=64(通り) 64-262 (通り) をしやすい。 よって、慣れないうちは指針の (1) にあるような図, または上の図の ように、各位置に何通りの方法があるかがわかるような図をかくとよい。 また、図をかくことで, 重複順列は,積の法則を繰り返し利用したものになって いることがわかり, (*) の式の原理をしっかり理解するのにも役立つ。 組分けの問題での注意点 1 組分けの問題では, 0個となる組が許されるかどうかにまず注目しよう。 (1)では, 「各組に少なくとも1枚は入る」 0枚の組はダメ) という設定であるか ら, A0枚, 組B:1~6の6枚) の分け方と (A1~6の6枚組B: 0枚) の分け方を除く必要がある。 ここで, 仮に 「1枚も入らない組があってもよ 「い」 (0 枚の組もOK) という設定ならば, 答えは2°=64 (通り) となる。 なお,(2)では,一方の組に6枚のカードすべてを入れると組の数は1となり, 2組という条件を満たさない。 すなわち, 問題文に断り書きはないが,「0枚の組 は許されない」という前提条件のもとで考えていくことになる。 (2) において ÷2 する理由 解答 このうち, A,Bの一方だけに入れる方法は よって, 組A と組B に分ける方法は 2通り (2) (1) A,Bの区別をなくして (2組の分け方)×2! = (A, B2組の分け方 ) 62÷2=31 (通り) このうち, Cには1枚も入れない方法は 24通り したがって 3'-2'=81-16=65 (通り) A, B, C の3個の箱のどれかにカード3, 4, 5, 6を入 れる方法は 34通り (3) カード 1, カード2が入る箱を, それぞれ A, B とし, (3) 問題文に「区別できな 残りの箱をCとする。 い」 とあっても、 カード (1) の 62通りの分け方のうち、 例えば (1) で B 1が入る箱, カード2が 入る箱, 残りの箱, と区 別できるようになる。 は右の①、②の分け方は別のもの (2通 り)である。 ① 4 2.3 ②2 41 5. 6 1 12. 6 2.3 て Cが空となる入れ方は、 A,Bの2個から4個取 る重複順列の総数と考え 2通り しかし, (2) では組 A,Bの区別がなくなる から ①と②は同じもの (1通り) となる。 62 ④ 円順列・重複順列 ③ 21 習(1)7人を2つの部屋 A, B に分けるとき,どの部屋も1人以上になる分け方は全 部で何通りあるか。 (2) 4人を3つの部屋 A, B, C に分けるとき, どの部屋も1人以上になる分け方は 全部で何通りあるか。 (3) 大人4人, 子ども3人の計7人を3つの部屋 A, B, C に分けるとき どの部屋 も大人が1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。 p.366 EX 18 (1)の組分け ①〜62のうち,組の区別をなくすと同じになるものが2通りずつあ るから,(2)では÷2としているのである。 組分けの問題での注意点2 組分けの問題では, 分けるものや組に区別があるかないかをしっかり見極める ことも重要である。 例えば、 例題 21(1), (2) ではカードに区別があるが, 仮にカー ドの区別がないとした場合は, 結果はまったく異なるので、注意が必要である。 詳しくは解答編 .259 の検討参照。 カードの枚数だけに注目し, 数え上げによって 分け方を書き上げると, (1) では5通り, (2) では3通りとなる。 -6327 さ 6×3=3

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物理 高校生

(2) 投げた時に初速度があるのに自由落下として考えていいのはなぜですか? 壁に衝突前後で鉛直方向の速さが変化しないというのはわかるのですが、それでも投げた時に初速度があるから鉛直投げ下ろしで考えないといけないんじゃないんですか? 解説をお願いします🙇‍♀️

第1章力学 問題 24 固定面との衝突 図のように,質量m 〔kg) の小球を水平な床の鉛直 上方h 〔m〕の位置から, ([m) 離れたなめらかで鉛直な 壁に向かって、壁に垂直な水平方向に初速度v 〔m/s) で投げたところ, 小球は壁に当たってはね返り, 床に 落下した。 小球と壁との間の反発係数(はね返り係数) をeとし,重力加速度の大きさをg〔m/s2) とする。 (I) 小球を投げてから壁に当たるまでの時間はいくら か。 小球を投げてから落下点に到達するまでの時間は いくらか。 (3) 壁から落下点までの水平距離はいくらか。 物理 衝突によって鉛直方向 (壁に平行な方向) の速度成分は変化しないので 鉛 直方向では壁に当たる前と後に分ける必要はない。 求める時間をた〔s〕とす ると,距離〔m〕の自由落下と考えて、 1 h = 29t22 よって,t= 2h -[s] g [s]である。この (3) 壁に当たってから落下点に到達するまでの時間は 間 水平方向には右向きに速度 ev [m/s] の等速度運動をするので、 求める 水平距離 x[m] は, 2h x=ev(tz-t) = ev [[m] wg v (4) 小球が壁から受けた力積は, 垂直抗力によるものである。 (4) 小球が壁から受けた力積の大きさはいくらか。 Pointe <愛知工業大 〉 物体が受けた力積の求め方には,次の2つがある。 (i) (物体が受けた力) × (力を受けた時間) (解説) (I) 小球を投げてから壁に当たるまでの間, 水平方向には左向 きに速度v [m/s] の等速度運動をするので,求める時間を 物体が受けた力積 t] 〔s] とすると, 01 = vt₁ よって, =- (s) ひ (2) 壁に衝突することで, 速度がどのように変化するか を考えよう。 壁はなめらかなので, 壁と接触している 間に壁から受ける力は、垂直抗力のみである。 そのた め,壁に平行な方向の速度成分 (右図のvy) は変化せず, 壁に垂直な方向の速度成分 (右図のvx) は変化する。 反 発係数をeとすると,次のようにまとめられる。 vx なめらかな壁 Vy → 垂直抗力 evx (ii) 受けた力の方向の物体の運動量変化 この問題では、壁と接触している時間がわからないので, (i)では求められ ない。 (ii) 運動量変化で求めよう。 水平右向きを正として、水平方向の運動量 ま 変化より 内系材(小球が壁から受けた力積)= m.ev-m(-v) 運動量変化 =(1+e)mv〔N・s〕 注 反発係数eの値の範囲は0≦e≦1であり, e=1の衝突を弾性衝突(または完全 弾性衝突), 0e<1の衝突を非弾性衝突, e=0の衝突を完全非弾性衝突という。 toder Vy Point なめらかな壁に反発係数eの衝突をするとき, ・壁に平行な方向 壁に垂直な方向 52 52 速度成分は変化しない。 ・速度成分は向きが逆に,大きさが倍になる。 (1) (8) (2) 2 (s) 2h 12h (3) ev Ng [[m] ひ g (4)(1+e)mv〔N's〕 5. 力積と運動量

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物理 高校生

(2) 力学的エネルギーの変化量を考えるとき、動摩擦力による仕事は考えなくていいんですか?

第1章力学 問題 18 仕事と力学的エネルギー ② ばね定数k (N/m) の軽いばねの一端に,質 量m(kg) のおもりAをつけたばね振り子が ある。このばね振り子をあらく水平な床面上 物理基礎 公式 A U = 11/√ kx² 100000000 năm Q 0 -31 P IC 5/ 置き ばねの他端を固定する。 ばねが自然長のときのAの位置を原点と する。 図のように, Aを原点Oから点P(x=5/〔m))まで引っ張って、静か にはなした。Aは左向きに運動し始め、点を通過した。 その後、x=-31 (m) の点Qで静止した。 床面とAとの間の動摩擦係数をμとし、重力加速度 の大きさをg(m/s) とする。 (I)Aが点PからQまで運動する間に、動摩擦力のする仕事 W (N・m) を求 めよ。 Aが点PからQまで運動するときの, Aの力学的エネルギーの変化量 ⊿E (J) を求めよ。 (3) ⊿E = Wが成り立つことを用いて, μを求めよ。 弾性力による位置エネルギー(弾性エネルギー) U (J) (k (N/m): ばね定数 〔m〕: 伸び縮み) (I) おもりAにはたらく動摩擦力の大きさはμmg 〔N〕でPからQまでの移動 距離は8/〔m〕 である。 よって, 求める仕事 W [N·m〕 は, W=-μmg818μmgl (N・m〕 (2) 求めるのは「力学的エネルギーの変化量」なので、 おもりAの運動エネル ギーと位置エネルギーの和の変化量を考える。 Aは水平方向に運動しているので, 高さが変化しておらず重力による位置 エネルギーは考えなくてよい。 また, 点P, 点Qは自然長(原点O)からずれ た位置なので,点P, 点Qにおいて, Aは弾性力による位置エネルギーをもつ。 点P,Qにおける, 弾性力による位置エネルギー Up, UQ[J] は, それぞれ, 〈千葉工業大 〉 Up = =1/21k(50)2-252k2 =/( 9 U₁ = ½k (31)²=kl² 2 (解説) ばねが自然長から伸びたり縮んだりしているとき, ばねの両端 には自然長に戻ろうとする向きに力が生じる。 この力を弾性力 点Pでは 「静かにはなし」 点Qでは 「静止した」 ので, それぞれの点で速 さは0.すなわち, 運動エネルギーKP, Ko〔J〕 も0になる。 よって という。 4E = 0 + 25 0+ -kl² 2 == 8kl² (J] 変化後KQ+ UQ 変化前 K + Up 公式 弾性力の大きさF(N) F=kx (k(N/m〕: ばね定数 〔m〕: 伸び縮み) (3) ⊿E = Wより ※ 弾性力の向きは, 自然長に戻ろうとする向き。 - 8kl² == -8umgl よって, μ = kl mg F ⇒縮みx, 弾性力F,=kx, 弾性エネルギー U22kx2 自然長⇒弾性力0, 弾性エネルギー 0 X1 X2 mmmm 000000 F2 ⇒ 伸びzy→弾性力Fy=kx, 弾性エネルギー U2=1/2k2 自然長 注 ここで, p.39 公式 力学的エネルギーと仕事の関係と p.37 公式 運動エネル ギーと仕事の関係の違いを、しっかりとおさえておこう。 保存力である重力 弾性力について, 位置エネルギーを考えるのが 「力学的エ ネルギーと仕事の関係」 であり, 仕事を考えるのが 「運動エネルギーと仕事の関 「係」である。 1つの式の中で、重力 弾性力の位置エネルギーと仕事を同時に考え こることはない! た, ばねは伸びたり縮んだりしているとき, 弾性エネルギーを蓄えている。 エネルギーは弾性力による位置エネルギーともいう。 kl (1) W = -8μmgl〔N・m〕 (2)4E = - 8kl[J] (3)μ= mg 4. 仕事とエネルギー 41

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数学 高校生

これってどうしてベクトルAA’がベクトルaにならなきゃいけないんですか?

DOO AB、 00000 平面上に原点から出る, 相異なる2本の半直線 OX, OY (∠XOY < 180°上に 要 例題 27 角の二等分線とベクトル それぞれ0と異なる2点A, B をとる。 (1)a=0A, 6=OB とする。 点Cが XOY の二等分線上にあるとき, 実数(0) とα で表せ。 (2) XOYの二等分線と XAB の二等分線の交点をPとする。 OA=2, 0B=3,AB=4のとき, OPをa と で表せ。 [類 神戸大] 基本 24 (1)ひし形の対角線が内角を2等分することを利用する。 OA' =0B'=1となる点 A', B' そんな半直線 OA, OB上にとり, ひし形 OA'C'B' を作ると, 点Cは半直線 OC' 上にあるOC=FOC (t≧0) (2)(1)の結果を利用して,「OPを2通りに表し、係数比較」 の方針で。 P は XABの二等分線上にあるAA'=aである点 A' をとり、(1)の結果を使うと, AFは,で表される。 OP=OA+APに注目。 ここのベクトルは 423 →ひし形になる→同じ大きさ(おわり) 答 と同じ向きの単位ベクトル それぞれ OA OB' とすると 1章 4 位置ベクトル、ベクトルと図形 Y B 別解 (1) XOY の二等分 線と線分AB との交点Dに 161 C OA'== OB'= 対し, AD: DB=|a|: |6| か B' lal Dal C 5 OD=> OA'+OBOC とすると,四角形 0-A' AX a 6 OA+a OB |a|+161 ab a+ OA'C'B' はひし形となる。 Tal a+ba b 点Cは, XOY すなわち ∠A'OB' の二等分線上にあるか ら、半直線OC' 上の点である。 点Cは半直線OD 上にあるか 5 OC=kOD (k≥0) ab よって、実数(≧0)に対し OCHOC=t (+) そこで -k=t とおく。 (2)点P は XOYの二等分線上にあるから, (1) より OP=t 132 + 3 これを解いてs=8, t=6 3 したがって OP =3a+26 AA'である点 A' をとると、点PはXAB の二等分線上 にあり、AP=s AB AA' (≧0) であるから + AB AA OP=ON+AP=d+ (6=2+2)-(1+1+1/6 Taxであるから 1/12=1+1/4/1 1-1 Ta+16 Y. tzo ar Bis 大きさが 違う 4. 3 072-A-2-AX 単位ベクト 使 練習 △OAB において,|OA|=3, |OB|=2, OA・OB=4とする。 点Aで直線OAに 27 接する円の中心Cが∠AOBの二等分線上にある。 OC をOA=d, OB= で [ 類 神戸商大 ]

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