比例式　、サイクリックな式の本質は、 軌跡領域の逆像法でパラメータの存在条件を考える時と同じですか？

11 比例式, サイクリックな式 xy+yz+zx (ア) x+4y y+4z z+8エ 3 をみたす正の実数x, y, z について, 2+12+22 6 4 (椙山女学園大) である. I (イ) y Z y+z 2+1 このとき,この式の値は,x+y+z=0のとき x+y x+y+z=0 の (麻布大獣医) とき である. 比例式はとおく 条件式が ==形(ry:z=a:b:cを意味する比例式)で与えら abc れたときには、この分数式の値をkとおくのが定石で、こうすると計算にのせやすい。 サイクリックな式 (イ)の式の値をとおくと,r=k(y+z) などとなる.ここで, x,y,zをそれぞれy,z, xに入れ替えていくと, x=k(y+z) ⑦ y=k(z+x) ⇒ z=k(rty)..・・・・ウ となり,もう1回やると⑦⑦になる. このように,文字がグルグル回る, ア~⑦を サイクリックな式を言うが、この3式を辺ごとに加えると対称式になり,扱い易くなる. 解答 (ア) x+4y y+4z 2+8x 3 =k (k>0) とおくと, x, y, zが正により, k>0 6 4 x+4y=3k ①y+4z=6k... ②, z+8x=4k...... ③ ①によりェ=3k-4y で, これと③から z = 4k-8=32y-20k これを②に代入して, y+4(32y-20k)=6k 等式の条件は,文字を消去するの が原則 86 2 129 3 y= -k= ==k, I=3k-- 4 -k, z=4k- -k= -k 3 3 E そのままk=31 (1>0) とおいて,r=l, y=21,z=4l 大変 1-21+21-41+41.1 _2+8+4 14 2 よって, 求値式= = 2+(21)+(41) 2 1+4+16 21 23 I (イ) y 2 =k...... ① とおくと, y+z z+x x+y x=k(y+z) +42-6 2+8x-4f 1 k>o ②,y=k (z+x)...... ③, z=k(x+y)......④ ②+③ + ④により,x+y+z=2k(x+y+z) 1°x+y+z≠0のときは, これで割って,k= 1 2 2° x+y+z=0 のとき, y+z=-xとなり,①によりk=-1 注1°のとき,②③によりx-y=1/2 (y-x)となるから,r=y よって①とから,r=y=z となる. ←前文参照. 11 演習題 (解答は p.28) y+4(223-200 36 b+c c+a a+b b+c とする.このとき、 の値は (1) であり,a+b+c=0 a b C a a+b+c+6abc のときの の値を求めると (2) である. (福岡大) (b+c)a 後半は1文字消去すれば 解決する。

問題文で言っている逆像法のような考え方はなんとなく理解できたのですが、なぜ調べるのは、すべての解を含む範囲ではなく、満たす解を少なくとも一つ持つ範囲なのでしょうか？ その場合、満たさない解の範囲までも図示しちゃいませんか？

128 図形の通過領域 (2) 重要 例題 直線 y=2tx-f2+1 00000 ...... ①について、が0に≦1の範囲の値をとって変化す 重要 127 るとき, 直線 ①が通過する領域を図示せよ。 指針 重要例題127と同様, 直線の通過領域を求める問題である。 重要例題 127では,直線 処理できたが,本間のtのとりうる値の範囲には制限 (0≦t≦1) があるため, 判別式だ y=2ax+αのα がすべての実数値をとって変化するため, 実数解条件 (D≧0)だけで けで解くことはできない。 しかし、基本的な考え方は同じで 見方を変えて考えればよい。 つまり、 逆像法で 直線 ①が点(x, y) を通る ① を満たす実数t (0≦≦1) が存在する と考える。 ①をtについて整理すると P2-2x+y-1=0 ...... ② よって, tの2次方程式 ② が0≦t≦1 を満たす解を (少なくとも1つ) もつような x, の条件を求める。 →f(t)=ピ-2xt+y-1とし、放物線 z=f(t) が0≦t≦1の範囲で軸と共有点をも つような条件を調べる(「チャート式基礎からの数学Ⅰ」のか.214重要例題130 参 照)。 なお,正像法による解答は,次ページの別解のようになる。別解の方法では, 2次関 数の最大・最小の問題として進められる分, 考えやすいかもしれない。 ① を tについて整理すると t2-2x+y-1=0 ...... 直線 ①が点 (x, y) を通るための条件は, tの2次方程 式② 0≦ts1の範囲に少なくとも1つの実数解をも つことである。 すなわち、次の [1]~[3] のいずれかの場合である。 ②の判別式をDとし, f(t) =t2-2x+y-1とする。 [1] 0<t<1の範囲にすべての解(*)をもつ場合 条件は D≧0 から よって f(0) > 0から D≥0, f(0)>0, f(1)>0, 軸が0<t<1の範囲にある (-x)^-1(y-1) ≧ 0 y≦x2+1 y-1>0 tの2次方程式と考える。 ■下に凸の放物線。 軸は直線t=x (*) 異なる2つの解または 重解。 [1] 解答 ゆえにy>1 [D=0/ f(1)>0 から 1-2x+y-1>0 よってy>2x D>O 軸は直線t=x であるから 0<x<1 + + 0 まとめると y≦x2+1, y> 1, y>2x, 0<x<1 [2] 10 [2] 0<t<1の範囲に解を1つ, t<0または1<tの範 囲にもう1つの解をもつ場合 f(0)f(1) <0から (y-1)(y-2x)<0 [y>1 ゆえに Jy<1 または Ly< ly>2x 1t または

なぜこの解き方で求めるのかが分かりません。 かと言って他の解き方が思い浮かぶ訳ではないんですが、この解法で答えに辿り着ける理由が分かりません。どなたか教えてください🙇‍♀️

る. Think 例題 119 条件を満たす点の存在範囲 3 軌跡と領域 223 **** 座標平面上で,点P(x, y) x'+y'≦2 を満たしながら動くとき,次 の点が動く領域を図示せよ. (1) Q(x+y,x-y) (2) R(x+y, xy) 考え方 (1) x+y=X, x-y=Y とおき, x, y を X, Yで表すことを考える. 解答 (2)x+y=X,xy=Yとおき,(1)と同様に考えればよいが、そのとき,(1)と異なり, X. Yが実数であってもx,yは実数とは限らないので,x, y が実数として存在 するための条件が必要になる. (1)x+y=X,x-y=Y とおくと, x=- X+Y X-Y 2y=" 2 x2+y'≦2 より (x+1)+(x_x)=2 x,y を X,Yで表す. X,Yが実数のとき,x, yも実数になる. 第3章 x2+y2=4 x,yを代入する. したがって, X2+ Y°≦4 変数を x, y におき換えて, x+y2≤4 -2 Q(X, Y) が動く領域 O 2x よって, 点Qが動く領域は右 図は xy 平面上にかく. の図の斜線部分で、境界線を含む. (2)x+y=X, xy=Y とおくと, x, yは2次方程式 t2-Xt+Y=0 …………① の2つの解である. したがって, ①の判別式をDとすると, x, y は 実数であるから, D≧0 である. つまりD=XYよりX2 変数を x, y におき換えて, y≤- (2) また、与えられた条件より, (x + y)²-2xy≤2 したがって, X2-2Y≤2 α,βを解とする2次方 程式の1つは、 x2-(a+β)x+αβ = 0 X. Yが実数でも, x, yは①の解なので実数 とは限らない. X = 0, Y=1 は下の③を満たす が,①より,t=±i と なり、点Pは存在しない. XYの式で表す. つまり, YZX-1 変数を x, y におき換えて, 3x²-1...... ...... ③ よって、②③より点Rが y=1/2x1 O 2 動く領域は右の図の斜線部分で、 境界線を含む. 練習 119点が動く領域を図示せよ. 座標平面上で,点P (x,y) が|x|≦1,y|≦1 を満たしながら動くとき,次の (2) R(x+y,xy) •p.230 37 38 **** (1)Q(x+y.x-y)

1枚目の問題について、自分の勉強のためにパラメタを設定し逆像法で解いてみたところ2枚目のようになったのですが、2枚目のやり方で求めたグラフは"領域を求めた"と言え題意を満たせているのでしょうか？ (言えない場合、二階微分まですれば良いのでしょうか？)

点Qが円x²+y2=4上を動くとき,点A(3,0)と点Qを結ぶ線分AQ の 中点のPの軌跡を求めよ。

判別式を用いる2変数関数の最大最小の問題はメジャーですか？tで置き換えて判別式で求める方法があまりしっくりきません。

重要 例題 1192変数関数の最大・最小 (4) 00000 実数x,yがx2+y2=2 を満たすとき, 2x+yのとりうる値の最大値と最小値を 求めよ。 また,そのときのx,yの値を求めよ。 [類 南山大] 基本98 指針 条件式は文字を減らす方針でいきたいが,条件式x2+y²=2から文字を減らしても, 2x+yはx,yについての1次式であるからうまくいかない。 そこで, 2.x+y=tとおき, これを条件式とみて文字を減らす。 計算しやすいように y=t-2x としてyを消去し, x+y2=2に代入すると x2+(t-2x)=2となり,xの2次方程式になる。 この方程式が実数解をもつ条件を利用すると,tのとりうる値の範囲が求められる。 実数解をもつ⇔D≧0の利用。 CHART 最大･最小=tとおいて, 実数解をもつ条件利用 解答 2x+y=tとおくと y=t-2x... ① これを x2+y2=2に代入すると 整理すると 5x²-4tx+t2-2=0...... ② このxについての2次方程式 ② が実数解をもつための条件は, ②の判別式をDとすると D≧0 ここで 2=(-2t)²-5(-2)=-(-10) 4 x2+(t-2x)=2 D≧0から t²-10≦0 これを解いて -√10 ≤t≤√10 t=±√10 のとき D = 0 で, ② は重解x=- t=±√10 のとき x=± したがって x= 2√10 5 x=1 2√10 5 2√10 5 '10 y= 5 y=- -4t 2.5 2t 2/4 をもつ。 5 √10 ① から y=± 5 (複号同順) √10 5 のとき最大値 10 のとき最小値-√10 参考 実数 a, b, x, y につ いて,次の不等式が成り立つ (コーシー・シュワルツの不 等式)。 (ax+by)³s(a+b) (x² + y²) [等号成立はay=bx] a=2, b=1 を代入すると (2x+y)=(2+12)(x2+y²) x2+y²=2 であるから (2x+y)^2≦10 よって -√10 ≤2x+y≤√/10 (等号成立はx=2yのとき) このようにして、左と同じ答 えを導くことができる。 187 3章 13 2次不等式

数学IIの通過領域です。この問題の［1］0<t<1の範囲にすべての解をもつ場合　と　［3］t=0またはt=1を解にもつ場合　を同時に求めてはいけないのはなぜなのでしょうか？［1］のときに、f(0)大なりイコール0, f(1)大なりイコール0として求めても答えは出るのではない... 続きを読む

重要 例題 128 図形の通過領域 (2) 直線y=2tx-t2+1 ① について, tが 0≦t≦1の範囲の値をとって変化す るとき,直線 ① が通過する領域を図示せよ。 指針 重要例題 127 と同様, 直線の通過領域を求める問題である。 重要例題127では、直線 y=2ax+α² のα がすべての実数値をとって変化するため, 実数解条件 (D≧0)だけで 解答 処理できたが,本問のtのとりうる値の範囲には制限 (0≦t≦1) があるため、判別式だ けで解くことはできない。 しかし、基本的な考え方は同じで, 見方を変えて考えればよい。 つまり,逆像法で 直線 ①点 (x,y) を通る ① を満たす実数t (0≦t≦1) が存在する と考える① について整理すると t²-2xt+y-1-0 よって、の2次方程式 ② が 0≦t≦1 を満たす解を 少なくとも1つ) もつような の条件を求める。 →f(t)=-2x+y-1 とし, 放物線z=f(t) が0≦t≦1の範囲でt軸と共有点をも つような条件を調べる(「チャート式基礎からの数学Ⅰ」のか.214 重要例題 130 なお,正像法による解答は,次ページの別解のようになる。 別解 の方法では,2次関 数の最大 最小の問題として進められる分, 考えやすいかもしれない。 ① を t について整理すると t2-2xt+y-1=0 ...... THE OCEA 直線①点 (x, y) を通るための条件は,t の2次方程 式 ② が 0≦t≦1の範囲に少なくとも1つの実数解をも つことである。 Kata $348 すなわち,次の [1]~[3] のいずれかの場合である。 ②の判別式をDとし, f(t)=t2-2xt+y-1とする。 [1] 0<t<1の範囲にすべての解(*)をもつ場合 条件は D≥0, f(0)>0, ƒ(1)>0, 軸が0<t<1の範囲にある (−x)^-1・(y-1)≧0 D≧0から よって f(0) > 0 から y-1>0 f(1) > 0 から 1-2x+y-1>0 軸は直線 t = x であるから まとめると y≦x2+1 f(0)(1) <0から学ぶき (y-1)(y-2x) <0 または ゆえに y≦x2+1,y> 1, y>2x, 0<x<1 [2] 0<t<1の範囲に解を1つ, t<0 または1<tの範 囲にもう1つの解をもつ場合 [y>1 ly <2x ゆえに y>1 よってy>2x 0<x<1 BEUR [y<1 重要 127 y>2x <t の2次方程式と考える。 [2] 下に凸の放物線。 軸は直線t=x (*) 異なる2つの解または 重解。 [1] 0 JUMSNE 414 ID=0/ または IC /D>0 +

(2)のヒントをいただけないでしょうか…？🙇‍♂️💦

xy平面上の2曲線 y=x2 と y=x2+2の上にそれぞれ点P(p,p) とQ(g,g2+2) があり, 線分PQの中点をMとする。このとき次の問に答えよ。 (1) M の座標を(x,y) とするとき, p+g と pg を x,yを用いて表せ。 (2) p,g が全ての実数値をとって変化するとき, M が動く領域を図示せよ。 (3) pg 2,0 Mが動く領域を図示せよ。 2を満たしながら変化するとき,

位相の問題考えてもよく分からなかったので(1)から教えた頂きたいです。

X,Y を位相空間とし, 写像 : XY を考える 手が連続写像であるとはYの任 意の開集合に対してその手による逆像 f * (0) が X の開集合となることをいい, J が閉写像であるとは X の任意の閉集合 E に対してその手による像 f(E) がYの 閉集合となることをいう。また, Xの部分集合 A およびY の部分集合Bに対し, A は A の X における閉包, B は B の Y における閉包をそれぞれ表すものとする. 以 下の問に答えよ. (1) J が閉写像であることと, X の任意の部分集合に対してJ(A)=f(A)が成 り立つことは,同値であることを示せ. (2) j が連続写像であることと, Yの任意の閉集合 F に対して J-' (F) が X の閉 集合となることは, 同値であることを示せ . (3) Jが連続写像であることと, X の任意の部分集合 Aに対して(A)=f(A)が 成り立つことは,同値であることを示せ.

数2・図形と方程式・通過領域 グレー背景が問題、白背景が模範回答です。 ・解を持つとはt軸との共有点があるということですか？ ・［2］と［3］は合わせられますか？分けた方が領域を求めるのは簡単でしょうか？ 解説をお願いしたいです。 追記 ［3］のf(-1)f(1)=0と... 続きを読む

練習 ⑤ 124 直線y=-4x+1-1 ① が通過する領域を図示せよ。 ① について整理すると ①について、が1の範囲の値をとって変化するとき,直 26-17081 t-4xt-y-1=0 ...... ② 直線 ① が点 (x,y) を通るための条件は、その2次方程式 ② が -1 1の範囲に少なくとも1つの実数解をもつことである。 すなわち,次の [1]~[3] のいずれかの場合である。 ②の判別式をDとし, f(t)=ド-4xl-y-1 とする。 [1] -1<<1の範囲にすべての解をもつ場合 条件は D0, f(-1) 0f (1) > 0, -1<軸<1 D ≧0から(-2x)*-1-(-y-1)≧0 4 f(-1)>05 4x-y>0 軸は直線t=2x であるから -1<2x<1 よって [2] -1 <t<1の範囲に解を1つ, t<-1 または1<tの範囲 にもう1つの解をもつ場合 f(-1)(1)<0から すなわち (y-4x) (y+4x)<0 y<4x ゆえに または y>-4x [3] t=-1 または 1を解にもっ 場合 f(-1)f(1) 0から y> 4x ly <-4x f (1) > 0 から -4x-y>0 (4x-y) (-4x-y) <0 ←逆像法による解答。 y²-4x²-1, y<4x, y<-4x, - 1/1 < x < 1/1/2 [2] 2 (y-4x)(y+4x)=0 よって y=4x またはy=-4x [1]~[3] から 求める領域は、 右の 図の斜線部分。 ただし, 境界線を含む。 別解] ① において, x=Xのとき 56-240 ←下に凸の放物線。 軸は直線 12x または JO 1 2 D>0 [注意] 4x²-1=4x と すると, (2x+1)^ 0 か 01- (重解) 方程式] -4x²-1=-4x とする と (2x-1)^2=0 から x=1/21) よって、 左の図で,点 |(-1/2-2).(-1/2-2) は放物線と直線の接点で ある。

積分からの質問です。 (1)では変換前は二枚目の写真であっていますか？ また、(2)では、もし、この変換があっているなら、 ∬yexp((k^2-1)y^2)dkdy と変形して、計算すると、e^(x^2)の形に似た積分を行うことになり、積分できない結果になってしまい... 続きを読む

問題2 平面上の領域Dを とするとき、 重積分 D = {(x, y) | y > 2x, y> -2x} I= = を求めよ。 exp(2² - y²)dxdy について考える。 (1) (k, y) に対して (x,y) = (ky,y) を対応させる変数変換 (k,y) (x,y) を考 える。この変換におけるDの逆像はどのような図形かを図示せよ。 (2) 重積分I を求めよ。 (3) E = {(x,y)|y2 - x2 < 1} とするとき、 二重積分 √Dng exp(x² - y²)dxdy DOE