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物理 高校生

(2)番についてです 自分は位置エネルギーと大気圧への仕事も考えてW=pΔv+MgL/2+p0ls/2 と考えたのですが、解答では位置エネルギーとか考慮していません。なぜですか?

142 熱 49 熱力学 断熱材で作られた円筒形の容器に〔mol]の 単原子分子の理想気体が入っていて、圧力と温 TOK] は大気のそれと等しい。 ピストンMの 質量は 〔kg] で滑らかに動く。はじめMはス トッパーAで止まっており、容器の底からの高 さはLQm] である。 気体定数をR [J/mol・K], 重力加速度(m/s²] とする。 (1) ヒーターのスイッチを入れて気体を加熱し たところ, 温度が T1 [K] になったときM が上に動き始めた。温度 T と気体に加えた熱量 Q1 〔J〕 を求めよ。 (2) Mはゆっくり上昇を続け高さが2.2L[m]となった。このとき の温度 T [K] を求めよ。 また,Mが動き始めてからこのときまで に気体がした仕事 W 〔J〕 と気体に加えた熱量 Q2 〔J〕 を求めよ。 ここでヒーターのスイッチを切った。 そして,外力を加えてMを ゆっくりと押し込み、元の高さL 〔m〕まで戻した。 このときの気体 の温度 T3 〔K〕 を求めよ。 また, このとき気体がされた仕事 W 〔J〕 を求めよ。 ただし、この断熱変化の過程では圧力と体積Vの間に (京都工繊大) はPV =一定の関係がある。 Base M ヒーター 10000 Cv= Level (1), (2)★ (3)★ Point & Hint (1) 前後の状態方程式と、ピストンが 動き始めるときの力のつり合いを押さ える。 大気圧をPo, ピストンの面積をS とでもおくとよいが,これらの文字は 答えには用いられない。 (2) なめらかに動くピストンが自由になっていると 定圧変化が起こる。 定圧変化では, 気体がする仕事 = PAVとなる。 (3) 断 熱変化では,PV=一定が成り立つ。 γは比熱比とよばれ, y=Cp/Cv ここで は単原子なので,y= =1/12/2/12/2R=7/3/3 となっている。あとは第1法則の問題。 5 h= 単原子分子気体 nRT U= 3 5 = 2R CP=R 2 ※ この3式は「単原子」のとき LECTURE 初めの気体の状態方程式は ピストンが動き始めるときの圧力をPとすると PSL = nRT …..……② (1) そして,このときのピストンのつり合いより PS = Pos+Mg...... ③ T₁=To+ _MgL nR4 ①〜③ より 定積変化だから より (2 そして (2) Pi での定圧変化が起こる。 状態方程式より P₁S³/L=nRT₂ また, Q=nCvAT= PSL = nRTo ...... ① T₂ = ³2 T₁ = 3 (To+ MgL nR W2 = Pi4V = Pi P.(S. 3/L-SL) Q2=nCpAT = n 状態方程式より 5 2 第1法則より より 49 熱力学 nR(T₁-To) = MgL 2 2 T3= ③ -T₁ (3) 高さまで押し込んだときの圧力をP3とすると P.(S-L)* = P.(SL) P3= 3 PS を用いて. Ws = Mg AU』を調べ ( 4U2=2R(T-T)) 第1法則 4U2 = Q2+(-Wa) を用いて Qを求めることもできるが、まわりくどい。 =1/12P.SL=1/12nRT=1/12(nRT,+MgL) ②を用いた .. T = n. 52 R (T₂ - T₁) = (nRT. + MgL) 143 ピストンが動いて も上図の状況は変 P.S わらない。 つまり, 圧力 P1 は一定 'P・SL = nRT3 ...... ⑤ - (3) ³T = (3) (T. + MgL) 'T nR 2nR (T₁-T₂) = 0 + W₁ P1 = (2)(2)-1) (nRT. + MgL)

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数学 高校生

この問題の(α+β)(β+γ)(γ+α)のところを解説のように2-γなどのように式変形せずに解くのは無理なのでしょうか? できるなら計算過程を教えて欲しいです! よろしくお願いします

次の 1 重要 例題 3次方程式の作成 3次方程式x2x²-x+3=0の3つの解を α, β, rとするとき, a+β, B+r, y+αを解とする3次方程式を1つ作れ。 「ゆえに 似た問題 方法をまねる ように, 解と係数の関係 を利用することを考える。 2次方程式での類似の問題 (p.80 基本例題48) と同じ a+β=A, β+y=B, y+α= C とすると, A, B, C を解とする 3次方程式は (x-A)(x-B)(x-C)=0 3次方程式の解と係数の関係から a+β+y=2, aB+By+ya=-1, aßy=-3 また x³-(A+B+C)x²+(AB+BC+CA)x-ABC=0 すなわち よって, A+B+C, AB+BC+CA, ABC の値を求めることを考える。 なお, p.74 重要例題42で考えたような, 解のおき換えも有効である(下の検討 参照)。 ここで, α+β+y=2 から (a+β)+(B+y)+(y+α)=2(a+β+y)=2・2 = 4 ① a+β=2-y, β+y=2-α, y+α=2-β よって (a+B)(B+y)+(B+y)(x+a)+(y+α)(a+b) =(2-y) (2-a)+(2-a)(2-β)+(2-β) (2-y) =4-2(y+α)+ya+4-2(α+β)+αβ+4-2(β+y)+By =12-4(a+β+y)+ab+By+ya (*) =12-4・2-1=3 (a+B) (B+y)(y+α)=(2-y) (2-a) (2-B) =8-4(a+β+y)+2(aβ+βy+ya)-aby 重要 66 =8-4・2+2・(-1)-(-3)=1 13 0~③から求める3次方程式は x³-4x²+3x-1=0 <x3-2x2-x+3 =(x-a)(x-B)(x-y) =x³-(a+B+r)x² +(aB+By+ra)x - aBr これを展開してもよいが, 計算がやや煩雑。 このへんけいせずに |107 1x³-2x²-x+3 2章 =(x-a)(x-β)(x-y) の両辺にx=2を代入して もよい。 11 高 次 とくセツるみるこ 解をおき換えて考える (解の変換) 解答の(*) より α+β=2-x, β+y=2-α, y+α=2-βであるから、上の例題は, 2-y, 2-α, 2-B を解とする3次方程式を求めることと同じである。 そこで, x=α, B,yに対して, x=X とおくと, x=2-Xはx32x²-x+3=0 を満たすから | X=2-y, 2-α, 2-β は, 等式 A を満たし, この等式 A が求める方程式である。 後は, X を x (2X)-2(2-X)-(2-X)+3=0 におき換え 左辺を展開して整理すると, x34x2+3x-1=0が得られる。 方 + I

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数学 高校生

青チャートII Bの複素数と方程式の質問です。黄色線の所で何故xに3を代入したんですか?

練習 3次方程式x-3x2-5=0 の3つの解を α, B, y とする。次の3つの数を解とする3次方程式を ③ 67 求めよ。 3次方程式の解と係数の関係から (1) a-1, B-1, 7-1 α+β+y=3, aβ+βy+ya=0, aβy=5 (1)(a-1)+(-1)+(y-1)=(a+β+y)-3=3-3=0 (a-1)(B-1)+(β−1)(y-1)+(y-1)(a-1) =(aB+By+ya)-2(a+β+y)+3=0-2・3+3=-3 よって ゆえに, 求める3次方程式は また, x3-3x2-5=(x-α)(x-β)(x-y) が成り立つ。 この両辺にx=1 を代入して (2) a+β+y=3から -7=(1-α)(1-β)(1-y) (a-1) (B-1) (y-1)=7 P= y+α_3-B_3 ・1. - B a+B 3-Y 3 B B Y Y Y これらを解とする 3次方程式を求めればよい。 ここで B+y= a 1 + a B x3-3x-7=0 3-α 3 a a 1 = 1 1 aB BY YO = p=(1-1)+(1-1)+(1-1)=3 (1/2+1/1/3+1/2) - 3 B =9( 218 + 3y + 10 ) −6( 12 + 1/3 + 11² ) + 3 +3 By ya B Q=9·· (2) =(1-1)-1)+(-1)(1) (1) 201 Y R=(3 − 1)( 3 − 1) ( ³ −1) – (3—a)(3—B)(3—y) aßr Y aβ+By+ya aby B+y y+α α+β a B Y = =0 = 42 . -1 5 u+B+r 3 aby 5 また, 3-3x2-5=(x-u) (x-B)(x-y) の両辺に x=3 を代入 ←(3-ω) (3-β) (3-γ) すると, -5=(3-α) (3-B) (3-y) であるから =3'-(α+B+y)・32 + (aß+βy+yu)・3 P=30-3-3, Q=9・26・0+3=12, R===-1 -uby としてもよい。 5 よって, 求める3次方程式は 42 x3+3x²+x+1=0 すなわち 5.x +15+4x+5=0 別解 x-1=X とおく と, x=X+1は -3x²-5=0 を満たす (X+1)-3(X+1)^-5=0 整理すると X3-3X-7=0 よってxー3x-7=0 ←与えられた形のままで は計算が複雑になるから、 α+β+y=3 を利用して. 文字を減らす。

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数学 高校生

(3)において④よりなぜ、(1)には無かった0以上という条件が加わるのでしょうか、教えてください🙏🙏

198 130 円+=① と直線ax-y+24=0….. ② について 114 軌跡(8)・・・・線分の中点 (1) 円 ①と直線②が異なる2点で交わるとき、 の値の範囲を求めよ。 (2) が (1)で求めた範囲で働くとき、 その2 を用いて表せ。 (3) (2)の中点の軌跡を求めよ。 a+ß = - ①と②が異なる2点で交わる →①②立した2次方程式 (*)の判別式DD> 0 (①の中心と直線の距離) < ( ① の半径) 求めるものの言い換え 2次方程式(*)の2解をα, β とする 解と係数の関係 ⇒中点の座標tB 2 (2) 考えると・・・ ②次方程式 (木)から交点の座標を実際に求めて考える。 <<Action 線分の中点の軌跡は, 解と係数の関係を利用せよ (1) ①.②より,yを消去して整理すると (1 + a²)x² +4a³x+4a²-1=0 ... 3 ① ② は異なる2点で交わるから, ③ の判別式をDと すると D>0 D>0 より d</12/3.…. ④ であるから (②2) α が (1)で求めた範囲を動くと き, 円 ①と直線②の2交点の x座標は,xの2次方程式 ③の 2つの実数解である。 これらを α, β とすると, 解と 係数の関係より = (2a²)²-(1+a²) (4a²³ − 1) = − 3a² +1 -3a²+1>0 4a² 1+q² √3 3 <a< 52交点を結ぶ線分 ↑計算が繁雑 (X,Y)- 1 -1 3 Aty ぶ線分の中点の座 ① 2-1 a 0 B 1x 2 よって円と直線②の2交点の中点の座標を(X,Y) とすると a+B. 円 ①の中心と直線 ② の 距離をd, 円 ① の半径を rとして, d<r から来 めることもできるが, (2) で交点の座標を考えるか ら③を考える。 Play Back 8 参照 より 例題113 10²- <0 3 (a + √3)(a − 3) <0 a<± 1 √√3 に注意する。 √√3 としないよう <a<. くく | 2次方程式 ax2+bx+c=0 の2つ の解をα, β とすると b a+β=- a C aβ= a +2b5 X - __20² 点(X,Y)は直線②上にあるから aX-Y+24-0より したがって ゆえに、求める2交点の中点の座標は 20² 2a Y=(X+2)-0 (1+a)X = -2²° (X+2)a²=-X X = -2 とすると、 (左辺)=0, (右辺)2となり不 x+2.⑦ よって, X キー2 であるから ⑥ の両辺を2乗すると ⑦ を代入すると Y2=-X (X+2) より よって ここで, ⑤ より - y²=-- 1 Y² = ²(x+2y X X+ 2(x+29² X +2X+Y*=0 (X+1)^+Y2=1 x ²=X+2 @kha²</ ⑧ ⑨ より 求める中点の 軌跡は 円 (x + 1)2 + y2 = 1の 1/2x0 部分 x=-2+140 であるから -1-1-1 -1/2<x<0- から(X+1+γ-1 y=a(x+2) 0 TI 2 解と係数の関係の利用 151+0²</25 121/2²/ よって A 2 1+²: Point 弦 (線分) の中点の軌跡を求める手順 ① 2つのグラフの式を連立して, 2次方程式をつくる。 ②共有点のx座標 α, β ①の方程式の解 I 中点をとる ③ 中点のy座標を X で表す。 X, Y以外の文字を消去 4 α, βが異なる2つの実数解であることから, X の変域を求める。 - 2 < -2 + 1 ² + ² = 1+ 50 練習 114 xy平面上に円C: (x-1)' + (y +2)^2 = 25 および直線y=" り異なる2点で交わっている。 (1) の値の範囲を求めよ。 (2) Cが1から切り取る弦 ABの中点の座標をk で表せ。 (3)の値が変化するとき, Mの軌跡を求めよ。

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