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数学 高校生

積分の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

基礎問 125 水の問題 放物線の一部y=x² (0≦x≦2) をy軸のまわ りに1回転してできる容器 (右図) がある.ただし, 目盛り1を1cmとする. この容器の上方から, 毎 秒2cm の割合で水をゆっくりと注ぐとき、次の 問いに答えよ. (1) 水面の高さがhcmのとき (0<h≦4), 注がれ た水の体積を求めよ. 精講 ① 水が満杯になるまでにかかる時間工を求めよ. (%) 水面の高さが2cmのとき, 水面の上昇する速度を求めよ. (2) 7= (1) この容器はy軸まわりの回転体ですから 116 の公式を使 います。 容器の体積 2 で求まります. (3) 速度とは何でしょうか? 速度= YA O 距離 と習いましたが,これでは平均し 時間 た速度になってしまい, 「水面の高さが2cmのとき」 という瞬間の速度には なりません。この容器の場合, 常識的にも, 水面の高さが高くなるほど水 面はゆっくりと上がっていくはずですから, 水面の高さによって, 水面の上 昇する速度は異なります. そこで,次の性質を利用します。 速度 tで微分 tで微分 位置 tで積分 tで積分 この関係式で,「位置」って何だろうと思うかもしれませんが,y軸という 数直線上で点 (0, h) が動点と考えれば, んのことであることがわかります。 加速度 分 (積分) しなければならない点です. そして,この考え方の最大の注意点は,上の図にもあるように, 時刻tで微 v=x["x²dy=n" ydy=7³/2=7h² (cm²) (1) 単位 「cm」を忘れないように . 注 (2) 水が満杯のときの体積は (1) の結果に h=4 を代入して,87cm よって, (3) V= 1=²より、 2= πh. 参考 T= =4π (秒) dV ここで, -=2 だから dt 8π 2 ポイント dV_dvdh dt dhdt cm」 の 演習問題 125 dh dt h=2のときの速度だから, dV -= πh dh 解答 dh 1 TC 2 πh 125 において時刻 164 注1 dh 2 dt πh 確かに, 面がゆっくり上昇することを示しています。 の,すなわち, dt ◆体積が増加する速度を意味するので この問題では,2cm²/秒 (cm/秒) の値はんの値が大きくなるほど小さくなります。 号に 231 (3) で予想したように、 水深が深くなるほど, 水 の変化する速度とは 時刻で微分したも d 注 問題文の中に 「tがない」 と思う人もいるかもしれませんが 「毎秒2 中に含まれています. における水面の上昇速度をTを用いて表せ。 第6章

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数学 高校生

積分の体積の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

224 第6章積分法 122 回転体でない体積(I) XC 底面が半径①の円で高さ 1の円柱がある.この円柱を底面の円の直径 AB を含み, 底面と45°の角度をなす平面で切ると, 大, 小2つの立体に 分かれる。このとき小さい方の立体の体積を求めよ 今回は回転体でない立体の体積ですが,基本的には回転体の体積と 1 において 同じ考え方です. たとえば, 116 の V₁=1 =xf (f(x)}dx という式がかいてありますが、π(f(z))とは、 半径f(z) | の円の面積のことです. すなわち, 立体図形を回転軸に垂直な平 精講 面で切ったときの断面積です. だから, 軽いタッチでいえば, 体積は (断面積) dx で表せる わけです。この考え方を使って体積を求めますが,立体をどこで切るかを判断 するとき,断面積が求められるような切り方をしないといけません。 A. <図1> 0 45° 1 B 解答 <図II> O B DC y (II) ² 1-t² 底面の円の中心を原点Oとし, AB方向に軸を定める. すなわち, A(-1, 0), B(1, 0) とする. 次に、小さい立体の底面の半円の弧がy≧0の領域にあるように軸 をとる. 〈図ⅡI> このとき, (t, 0) (-1≦t≦1)を通り, x軸に垂直な平面で切ると, その断面は, 〈図Ⅲ〉のような直角二等辺三 その面積をSとすると, S=12 (1-1) v-fsdt=20-dt-fa-a V= =1- 注 基準軸のとり方は1通りとは限りません. ちなみに、この立体の 自場合,軸の方を基準軸にしても体積は求められます。(別解 (図IV> (別解) 点 (0, t) (0≦t≦1) を通り、軸に垂 直な平面で切ると断面は〈図Ⅳ>のような長方 形で,その面積は2tv1ーゼ :. V=S2t√/1-P² dt ポイント だから, 演習問題 122 =-fa-ty√1-² dt =- [ ²3 (¹1-1²) ²1' = ²/3 225 ハード 回転体でない体積の求め方は I. 基準軸をとって Ⅱ. 基準軸に垂直な平面で切ってできる断面の面積 を求めて III.ⅡIの断面積を積分する xy平面上に円C:x2+y^2=1 がある.軸上の点T (t, 0) (-1≦t≦1) を通り,x軸に垂直な円Cの弦を PQ とする. このと き、PQを1とする正三角形 PQR を ry平面に垂直になるよう につくる. 次の問いに答えよ. 19 (1) △PQR の面積Sをtで表せ. (2) tが1から1まで動くとき, PQR がつくる立体の体積V 第6章

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数学 高校生

問い2、3がわからないため、教えていただいきたいです。問1の答えは6<k<3分の22になりました。

令和4年度 数学Ⅰ このパフォーマンス課題は以下のルーブリックに従って評価します。 ①~③は問題番号に対応しています。 A B 0 3つの条件をして解き の値の範囲を求めることが できた。 3つの条件を立式することが (2) 整数kを代入した2次方程式 必要な条件を立式して解き、 解き 根拠とともに正しく結論を 解が4より大きいことを示導くことができた。 すことができた。 整数kを代入した2次方程式 必要な条件を立式すること を解くことができた。 ができた。 できた。 3つの条件を立式しようとし 整数を代入した2次方程式 必要な条件を立式しようと を解こうとした。 した。 A: 2次方程式を解きすぎて極めてしまったなあ。 B : それじゃあ2次方程式の解を一緒に配置してみようよ。 A:へえ, 面白そう!!!! どうやるの? B : 例えば、次のような問題を考えたよね。 (教科書p116類題) ②次方程式x2mx+m+6=0が0より大きい異なる2つの解をもつような 定数の値の範囲を求めよ。 (解説) f(x)=x²-2x+m+6とすると 2次方程式f(x)=0が0より大きい異なる2つの解をもつ ための条件は,放物線y=f(x)がx軸の正の部分と, 異なる2点で交わることである。 これは,次の [1]~[3] が同時に成り立つことと同値で ある。 f(x)=(x-m)²-m²+m+6 [1] x軸と異なる2点で交わる [2] 軸がx>0 の部分にある [3] y軸 (直線x=0) との交点のy座標が正 すなわち [1] f(x)=0 の判別式をDとすると D -=(-m)²-(m+6)=m²-m-6>0 m+6 712 -6 x=m これを解いて <-2,3<m ...... ① [2] 放物線y=f(x) の軸は直線x=mで, この軸について m > 0 ...... ② [3] f(0) > 0 から m+6>0 よって m> -6 ③ ①, ②, ③ の共通範囲を求めて m>3 A: そういえばこんな問題あったね。 B : この考えを活用して、 次の問題を考えてみよう。 A:さっきの[1]~[3] の条件はどう変わるかな? 11 2次方程式x^2kx+5k+6=0…☆ が4より大きい異なる2つの解をもつような 定数kの値の範囲を求めよ。 -20 3 V [A[2]と[3]が少し難しかったけれど,何とかの値の範囲を求めることができたよ。 B: さすがだね。 でも, 本当にkの値がこの範囲にあるとき 2次方程式☆は 4より大きい異なる2つの解を持つのかな? A : 実験してみよう! B: 唐突だけれど, √2 = 1.4142・・・ だから, V2 < 1.5 だよね。 2上で求めたの値の範囲を満たす整数kを, 2次方程式に代入して解け。 また, その解が4より大きいことを示せ。 m A : √ が出てきて少し困ったけど、確かに2つの解は4より大きいね。 B : 本当だったね。 同様に考えれば, あらゆる数について, より大きい異なる2つの解をもつような定数kの値の範囲を求められるのかな? A 6で実験してみよう! 3 2次方程式x2-2kx+5k+6=0…..☆ が6より大きい異なる2つの解をもつ場合はあるか。 | ある場合もない場合も理由を述べよ。 AB: へえ,こうなるんだ!

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数学 中学生

(3)と(4)がよくわからないです💦 教えてください🙏

58 200 x 40 000 8000 1 たくさんの学校で,オリジナルTシャ ツを作ることにした。 無地のTシャツを購入済 みだったので、印刷だけを専門の業者に頼むこ とにしたが、どの店に発注するか迷っている。 下の表は,候補にあがっている3つの店で聞い てきた料金設定である。 r枚発注したときの料 金を1円として, あとの問いに答えなさい。 店 ア A 印刷 イ B印刷 ウ 課題に挑戦 C印刷 料金設定 Tシャツ1枚につき200円 初期費用として4000円で, 1枚につき100円追加 Tシャツ60枚までは何枚でも 9000円で60枚をこえると 1枚につき200円追加 (1) A印刷, B印刷について,yをxの式で表 しなさい。 A印刷 y=200x B印刷 y=100x+4000 (2) A印刷とB印刷の2店を比べると,どちら の店に発注しても料金が同じになる場合があ る。 そのときのTシャツの枚数と料金を求め なさい。 3=200x y=100%+4000-③ 200x=100%+4000 100x=4000 x =40 ①に入=40を代入 3=200×40 =8000 数学リピート学習 学2年 40枚 A 8000円 (3) 3店アイ・ウについて,それぞれと! の関係を表すグラフをかきなさい。 (この問 題では x,yの値は自然数にかぎられるが, グラフはつながった直線でかいてよいものと する) 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 116 O (円) 10 20 30 40 50 -60 70 80 90 2052 ×20 000 400 -100 ×20 000 200 100 ×30 300 20003000 J.x (枚) 200x (4) C印刷に発注するのがもっとも安くなる枚 数は,何枚以上何枚以下ですか。 (3) のグラフ を使って求めなさい。 ただし, もっとも安い 店が2店以上ある場合もふくむものとする。 1枚以上60枚以下

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数学 中学生

この例題の(1)と(3)の考え方にD=0の場合は含まれているんですか?ちんぷんかんぷんなことを言ってたら訂正お願いします。

基本一 116 ある区間で常に成り立つ不等式 のすべてのxの値に対して, 不等式 x²2mx+m+6>0が成り立つよ! [類 奈良大 ] 指針 例題 115 と似た問題であるが, 0≦x≦8 という制限がある。 ここでは 「0≦x≦8 において常にf(x)>0」 を (0≦x≦8 におけるf(x) の最小値)> と考えて進める。 CHART 不等式が常に成り立つ条件 グラフと関連付けて考える うな定数mの値の範囲を求めよ。 求める条件は、0≦x≦8 におけるf(x)=x²-2mx+m+6のf(x) 最小値が正となることである。 f(x)=(x-m)-m²+m+6であるから. 放物線y=f(x) の 軸は直線x=m [1] m<0 のとき, f(x)はx=0で最小 となり, 最小値は (0)=m+6 ゆえに m+6>0 m<0であるから -6<m<0 ----... [2] 0≦m≦8のとき, f(x)はx=mで 最小となり、最小値は f(m)=-m²+m+6 ゆえに −m²+m+6>0 すなわち²m-6<0 これを解くと、 (+2)(m-3) <0 から よってm>-6 0≦m≦8であるから -2<m<3 0≤m<3 ---- ② [3] 8kmのとき, f(x)はx=8で最小 となり, 最小値はf(8)=-15m +70 ゆえに,-15m+70> 0 から m</1/24 mく 3 【POINT これは8<m を満たさない。 求めるm の値の範囲は, ①, ② を合わ せて -6<m<3 [2] [3] f(x) の符号が区間で一定である条件 区間でf(x)>0 区間でf(x)<0 X [区間内のf(x) の最小値] > 0 [区間内のf(x)の最大値] < αは定数とし, f(x)=x²-2ax+a+2 とする。 0≦x≦3の 116 常にf(x>0 が成り立つようなαの値の範囲を求めよ 本町 =x²-2mx+m+6 (0≦x≦8) の最小 を求める。 → p. 140 例題82 同様に、軸の位置が 区間 0≦xs8の左外 か内か、右外かで 合分け。 [1] 軸は区間の左外 にあるから、区間 の左端で最小 [2] 輪は区間内に あるから頂点で 最小 [3] 軸は区間の右外 にあるから、 区間 の右端で最小。 (*) 場合分けの条件を かどうかの確認 を忘れずに。 [1], [2] では共通範囲をとる。 合わせた範囲をと

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