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数学 高校生

数学3 複素数平面 紫マーカーの部分 なぜ∠BAC=0、πになるのでしょうか? ABCが一直線上にあるため、=0になるのは分かるのですが、πが分かりません。 解説よろしくお願い致します。 追記 (2)も、なぜ∠BAC=±π/2になるのでしょうか?図を見た感じだとπ/2に... 続きを読む

a= 5i, B =3+i, y=a+3i とする。複素数平面上の3点A(α), 例題 74 同一直線上にある条件·垂直条件 C(y)について次の条件が成り立つとき, 実数aの値を求めょ (1) 3点A, B, Cは同一直線上にある。 BA (2) AB I AC ®Action 3点A(a), B(B), C(y)のつくる角は, ZBAC= arg{ 条件の言い換え Y-a B-a を用いよ B (1) 3点A(a), B(B), C(y)が同一直線上 → argコ= 0, π し実数となる A 2 C (2) AB I AC → argコ= ±う A 純虚数となる (a-2i)(3+4i) (3-4i)(3+ 4) (3a+8)+(4a-6)i 25 ZBAC arg ア-a 解 B-a a-2i 3-4i より,まず, Y-a (1) A, B, Cが同一直線上にあるとき = 0, π B-aを める。 ZBAC =0, π より 4y ア-a ZBAC = arg| B-a RA(5i) sin ZBAC = 0 ア-a B-a \C(a+3i) B(3+) は実数となる。 -の虚部=0 B-a より, 3 O 4a-6=0 より a= 2 (2) AB I AC となるとき 4y ZBAC = arg ZBAC = ±; より B-a 2 A(5i) cos ZBAC = 0 ア-a B-a 3a+8=0 かつ 4a-6キ0 より より, は純虚数となる。 C(a+3i) B(3+) の実部 = 0 B-a 0 かつ(虚部)キ0 x 8 ー= D 3 Point 複素数平面とベクトル 点を表す複素数が与えられている場合, ベクトルを利用した解法も有効である。 例えば,例題74では, AB = (3, -4), AC = (a, -2) であり (1) AC= kABより 3k=a, -4k = -2 (2) AB-AC = 0 より 3a+8=0 よって, k= 2 ;より 3 a= 8 よって a=ー 3 練習74 α=1+2i, B=3+ai, y =a+4i とする。複素数平面上の3点A(@), B(B), C(y)について, 次の条件が成り立つとき, 実数aの値を求めよ。 (1) 3点A, B, Cは同一直線上にある。 (2) AB I AC L 75 思考のプロセス

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数学 高校生

数学3 複素数平面 (3)の紫マーカー部分が分かりません。なぜこうなるのですか?範囲指定が無いのにこのような変形は可能なのですか?

ことを示せ。 頭出 極形式(1) 例題 46 次の複素数を極形式で表せ。ただし, (1), (2) における偏角0は0S0<2x とする。 (2) 2 (4) sina +icosa (3) 2cosa -2isina 2=a+bi 図で考える b 右の図のr, 0に対して z=r(cos0+isin0) 2=a+bi 極形式で表す 1の O 絶対値 一偏角 (3) 2(cosa-isina) は極形式ではない。 + でなければならない。 (4) sina +icosa は極形式ではない。 cos かつ sin でなければならない。 (与式)= sina+icosa (与式)= 2{cosa+i(-sina)} II cos口かつ sin 口となる口は? COs口かつ sin □となる口は? Action》 極形式は, まず絶対値を求め, 正弦余弦から偏角を求めよ 1 cosロ+isin口 の形に変 形する。 開(1) |3+/3i|= V3+(/3) =D 2,3 3 sin0 = 2,3 〇とせよ 3 1 3 CosO = 2/3 とおくと, 2 について 3+/3i 2 V3 2,3 →b=D0 0S0<2π の範囲で T 0 = 6 2= 2 O 3 3+/5i=2/3(cos +isin π よって +isin) 6 | 2i (2) |2| = 0° +2° 3D2 cosé = 0, sin0=1 とおくと,0<0<2π の範囲で (2-2) について → bキ0 0= 2 = 2(cos+isin 2 π よって 2i = 2( cos 2 (3) |2cosa-2isina| = V(2cosa)?+(-2sina) =4(cos°α+ sin°α) =D2 sina= sin(-α)であるから 2cosa-2isina =2{cosa+i(-sina)} = 2{cos(-α)+isin(-a)} 三 Cosa = cos(α), 日 T0 4偏角は -aである。 +2)%3D 00 0(4) |sina+icosa| V sin°α+cos°α=1 って π = COS 2 π sin 2 a)であるから sina COSQ = T π ーa+isin 2 偏角は-αである。 キ0 sina+icosa= cos| 2 2 ミせ。 練習46 次の複素数を極形式で表せ。 (2) -3 - sina+icosa (4) 3sina-3icosa 107 →p.131 問題46 2章5複素数平面 SNロPK

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理科 中学生

(4)と(5)の解説をなるべく簡単に解説お願いします。

電力 電流のはたらきを調ベるため,次の実験1,2を行った。 [愛媛県) の水の上昇温度は,1分後が 年 (実験1] 抵抗の値が2.0Ωの電熱線Aを用いて,図1のよう な装置をつくった。点Pと点Qとの間に加える電圧を6.0V に保ち,5分間電流を流しながら水温を測定した。次に,電 熱線aを電熱線bにかえて,点Pと点Qとの間に加える電 圧を6.0Vに保ち,5分間電流を流しながら水温を測定した。 表は,その結果を表したものである。 [実験2] 図1の電熱線aを,電熱線a 0.8℃, 2分後が1.6℃, 3分後 が2.4℃, 4分後が3.2℃, 5分 後が4.0℃。 (3) 5分後の水の上昇温度は, 電熱線a:24.4-16.4=8.0[℃] 電熱線b:20.4-16.4=4.0[℃] 水の上昇温度は電力に比例する ので,電熱線aが消費する電力 と電熱線bが消費する電力の比 は,8.0:4.0=2:1 (42 (3)より,実験1で電熱線 b を用いたときに回路に流れる電 流は,電熱線aを用いたときの半 分なので,1.5A。よって, 電熱 線bの抵抗は,6.0÷1.5=4 [Q] P=I°Rより, 電流が同じ とき,電力は抵抗に比例するので, 消費電力は電熱線bのほうが大 (9点×5) 図1, 電源装置 スイッチ ガラス棒 口 電圧計 Q -発泡ポリスチレン容器 Tー水 へ電熱線a 電流計 (室温は16.4℃である) 電流を流し始めて と電熱線bを直列につないだものに からの時間(分) 0 1 2 3 4 5 かえて,点Pと点Qとの間に加える電 圧を6.0Vに保ち, 電流を流しながら水温を測定した。 ただし,実験1.2では, 水の量, 電流を流し始めたときの水温,室温は同じであり, 熱の移動 は電熱線から水への移動のみとし, 電熱線で発生する熱は全て水温の上昇に使われるものとする。 水温 電熱線a 16.4 18.0 19.6 21.2 22.8 24.4 [℃) | 電熱線b 16.4 17.2 18.0 18.8 19.6 20.4 (1) 実験1で,電熱線aに流れる電流の大きさは何Aか。 図2 5.0 (3.0 A) (2) 実験1で,電熱線bに電流を流し始めてからの時間と, 電流を流し始めてからの水の上昇温度との関係はどうな るか。表をもとに,その関係を表すグラフを図2にかけ。 (3) 実験1で,電熱線aが消費する電力と電熱線bが消費 する電力の比を,最も簡単な整数比で書け。 (2 4.0 3.0 2.0 1.0 きい。 (5) 実験1より,電熱線bの電 力は,(1.5(A))× 4[2]=D9[W] 水温が4℃上昇するのに5分か かったので熱量は, 9[W]× 5 × 60[s) = 2700【J] また実験 2で,全体の抵抗は, 2 +4 = 6[2), 電力は, (6[V])* = 6 [Q)= 6[W] 水温が4℃上昇 1 4 5 2 3 電流を流し始めてからの時間[分) (4) 次の文の①, @の{ のを1つずつ選び, その記号を書け。 実験2で,電熱線aと電熱線bのそれぞれに流れる電流の大きさを比べると, ①(ア 電熱線a が大きい, イ 電熱線bが大きい, ウ 同じである}。 また, 実験2で, 電熱線aと電熱線bのそれぞれが消費する電力を比べると, ②(ア 電熱線a が大きい, イ 電熱線bが大きい, ウ 同じである)。 ん (5))実験2で, 電熱線に電流を流し始めてから, 水温が4.0℃上昇するのは何秒後か。 次のア~エか ら選べ。 ア 100秒後 }の中から, それぞれ適当なも (0 ウ,② イ) ( ウ ) するのにかかる時間を「sとす ると,6[W]×r [s]= 2700[J] 1= 450[s) エ 900秒後 ウ 450秒後 イ 200秒後 57 電流を流し始めてからの水の上昇温度C

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理科 中学生

(3)と(4)の解説をお願いします。

|7| 化学変化の規則性 うすい塩酸に石灰石を 加えたとき,石灰石の質量と発生する気体の質量と の関係を調べるために, 次のI~Ⅲの手順で実験を 行った。この実験に関して, あとの各問いに答えな 図1 図2 ビーカー うすい 塩酸 石灰石 薬包紙 さい。[新潟県 (6点×4) 74.00g口■口 図3 I 図1のように, うすい塩酸15.0cmを入れたビー カーを電子てんびんにのせ, ビーカー全体の質量 を測定したところ,74.00gであった。 I 図2のように,このビーカーに,石灰石0.50gを加えたところ,気体 が発生した。気体の発生が終わってから, 図3のように反応後のビーカー全体の質量を測定した ところ, 74.28gであった。 I このビーカーに,さらに石灰石 0.50gを加え,反応が終わったこ と,または,反応がないことを確認してから, ビーカー全体の質量を測定する操作を行った。こ の操作を,加えた石灰石の質量の合計が3.00gになるまでくり返し行った。右上の表は,この実 験の結果をまとめたものである。 (1) Iについて,発生した気体の質量は何gか, 求めよ。 電子てんびん 74.28 g 加えた石灰石の質量の 合計[g] 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 反応後のビーカー全体の 質量(g] 74.28 | 74.56 74.84 | 75.12 | 75.62 | 76.12 こ巻 1.50 に 1.00 ( 0.22 g) (2) I, Iについて, 表をもとにして, 加えた石灰石の質量の 合計と,発生した気体の質量の合計との関係を表すグラフを 右にかけ。 0.50 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 加えた石灰石の質量の合計[g] (3)) 皿について, 加えた石灰石の質量の合計が3.00gのとき,石 灰石の一部が反応せずに残っていた。残った石灰石を完全に反応させるためには, 同じ濃度のう すい塩酸がさらに何cm'必要か, 求めよ。 7.5 cm') 4)この実験で用いたものと同じ濃度のうすい塩酸75.0cm'に, 石灰石12.00gを加えて反応させ ると, 発生する気体の質量は何gになるか, 求めよ。 4.4 g) 発生した気体の質量の合計(g]

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