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物理 高校生

コンデンサーの問題です。 問2が理解できません。解説お願いします。

が電場 1 追試 本試 30 ㊙ 132. 平行板コンデンサー 4分 Vo を加えた。次に,帯電していない厚さdの金属板を、図2のように極板間の中央に,極板と平行と 図1のように、極板間の距離が3dの平行板コンデンサーに電圧 なるように挿入した。極板と金属板の面は同じ大きさ同じ形である。 また,図1および図2のように, 左の極板からの距離をxとする。図中には,両極板の中心を結ぶ線分を破線で,x=d および x=2dの 位置を点線で示した。 Vo 0 V Vo d d 問1 図1および図2において, 十分長い時間が経過した後の, 両極板の中心を結ぶ線分上の電位V とxの関係を表す最も適当なグラフを、次の①~⑥のうちから1つずつ選べ。 ただし, 同じものを くり返し選んでもよい。 図 1: ア 図2: 2d T 2 0 2d d 2d 3dx +H Vo 図 1 イ 3d x 3dx (2) Vo 2 3 0 V4 Vo 0 いものを、次の①~⑦のうちから1つ選べ。 41 ① 04/1 9 d I d ⑤ 2d 3 2 1 2d 3d 3d x 金属板 0 d 2d 3dx ⑥ 2 Vo 図2 Vo ⑦ 55 9 4 Vo 問2 十分長い時間が経過した後の, 図1のコンデンサーに蓄えられたエネルギーをU, 図2の金属 板が挿入されたコンデンサーに蓄えられたエネルギーをUとする。エネルギーの比 として正し d 1 d 2d 2d 3dx 3dx [2017 本試] 第4編 第9章 電場 101 電気と磁気

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数学 高校生

平面ベクトルの問題です。 青色の[のところで、条件を満たすaベクトルとbベクトルが存在することを確認したと解説に書いてあります。ここでは絶対値bベクトルの値のみを出していますが、何故これだけでaベクトルも存在すると言えるのでしょうか?

598 第9章 平面上のベクトル Check 例題 341 内積とベクトルの大きさ (3) ベクトル , が |a-6|=1, |2a+36|=1 を満たすとき, la +6の最 大値、最小値を求めよ. [考え方 a-t=u, 2a+3= v とおくと, ||=1, |v|=1, +6=1/12 (+27) となる. ■解答 ①, 2a+35 = v..... ② とおくと, ||=1, |v|=1 ①,②より, d, u, o で表すと, v-2u a=³u+v₁ f = v 5 á+b=- u+2v よって, 5 lã+ô²= ù+²ï ³ = ² (lū²+¹ù •õ +4|b³²) u+2v =(\ 5 25 = 5 1 = (1²+4u •v+4×1²)=(5+4u•v) … ③ 25 25 ここで,|||| ||||より -1≤u.v≤1 したがって、 ③ より 1/5 += 1/35 部 25 25 là tỏ lào 2 ô là tôi 6-23 となるのは、1のときであり、このと きことは同じ向きで, ||=||=1 であるから, u=v すなわち, ① ② より, a-6=2a+36 であるから a=-4b このとき,la-6|=|-56|=1 より |6|= += 1/3 となるのは,v=-1のときであり,このと きとは逆向きで, ||=||=1 であるから, すなわち, ①,②より, a-6=(2a+3) であるから, u=-v 3 このとき,一=一=1より。 16=2号作る よって、16の最大値 24 25 最小値 1/3 *** 練習 341 大値、最小値を求めよ. *** ① ×3+② より 5a=3u+v ②① ×2より 56=v-2u |||=1, |v|=1 a∙b=alb|cose -1≤cos 0≤1 h), -laba-bab a = |a| 6| のとき、 COS 01 より, 0=0° 条件を満たすa, b が存在することを確 認したが、省略して もよい。 at = -12||3|のと 3, cos0=-1), 0=180° 平面上のベクトルa,b が \2a+6=1, la-36|=1 を満たすとき、a+6の P.603@ Chec 1511 「考え 解

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数学 高校生

AS=AP+PSの変形をしなければいけない理由がわかりません。 (追記) PS=kP Qが出てくるのもよくわかりません。

616 第9章 平面 例題 351 交点の位置ベクトル(2) △ABCにおいて, 辺AB を 2:3 に内分する点をP, 辺BCを3:1 に 内分する点をQ、辺ACを 2:1に内分する点をRとする. AB=1, AC=čとして,次のベクトルを,こを用いて表せ. (1) 直線 PQ と,辺 AC の延長の交点をSとするとき, AS (2)直線PR と, 辺BCの延長の交点をTとするとき, AT 考え方 (1) 点 S は直線 AC 上にあるので, AS = s + tc と表したとき,s=0 (2) 点Tは直線 BC 上にあるので,AT=s6+ tc と表したとき,s+t=1 (1) PQ=AQ-AP A 解答 AB+3AĆ — -—-—-AB 4 6+3c 3計+ P,Q,Sは一直線上にあるので, PS=kPQ (kは実数)とおける. AŚ=AP+PŚ=AP+kPQ .@ d 3 = /²/ b + k ( − 3b + ³ c ) = 8 -3² 7+3 kc 3k 20 20 で にあるので, 8-3k 20 よって, PAVEL -=0 より, AS=2c (2) PR=AR-AP=C-26 P, R, T は一直線上にある ので, PT=mPR (m は実数) とおける. AT=AP+PT =AP+mPR 点Sは直線 AC 上 は平行ではなく, k= 3/3 283 C- 3 B 2 B 5 =-1/2-6 + 3/2/20 C R より AT=12/2 == S Hbd *** 点Tは直線BC上にあるので, 1/3(1-m)+/3m=1 2 よって, m=22 QはBCを3:1に 内分 Pは AB を 2:3に 内分 点Sは直線AC上 にあるので, ASは cだけで表せる. △ABCと直線PS でメネラウスの定理 を用いてもよい . AP_BQ CS_=1 6 PB QC SA CUST まずは,APとア ASを表す. より, 2 3 CS 3 1 SA CS 1 SA2 よって AS=2AC (1-m)6+² m² -=1 mmmm 和が1 メネラウスの定理を 用いてもよい。

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数学 高校生

(2)についてです。 なんでk=0ではないといえるんですか? s=0,t=0のときkは0になると思うんですが… それとも、s=0,t=0のときOPベクトルが0ベクトルになってしまうからということですか…? 教えてください!

644 第9章 平面上のベク Check S, 1014 A0 △OAB に対し, OP = SOA+tOB (s, t は実数) とする. 件を満たすとき, 点Pの動く範囲を求めよ. 例題 367 条件を満たす点の動く範囲 (②2) (1) Osss, Ost≤1 C (3) -1 <s+t <2C 解答 考え方 (1) まずsを固定したままでt を動かしてPの動く図形を求める (2) s+t=k とおいて,これを例題366と同様に s'+f' = 1 で表してみる。 (3) (2)と同様に考える。ただし,キー1,2であることに注意する。 B E B' 0≦k≦ ここで,線分 OA の中点をA' とし, 線分 OA'上に点Dをとる. (1) s =k とおくと, さらに, BE = OD =kOA となるように点Eをとると, 650 OP = SOA+tOB=kOA+tOB +4=1 k k したがって, (2) 1≤s+t≤2, s≥0, t20 =OD+tOB より 0≦t≦1の範囲では, 点Pは線分DE上を動く. 次に,k を 0≦k≦1の範囲で変化させると,点D は線分 OA'上を点Oから点A'まで動く GOO よって, 点B' を OB'=OA' + OB を満たす点とす ると, 点Pは,上の図の平行四辺形OA'B'Bの周上お よび内部を動く. 014-202 (2) s+t=k とおくと, k≠0 より ...... OP=SOA+tOB (ROA) ++(KOB) k 0 'DA' となる点D, Eをとると E B /P B' 0 ここで、8/12/1/10 とすると, ①より, s'+f'=1 また, s≧0, t≧0より, s'≧0, t'≧0 直線 OA, OB 上にそれぞれ, OD=kOA, OE=kOB A AD が OP S'OD+t'OE (s'+ t'=1, s'≥0, t'≥0) は線分 DE を表す. したがって, 1≦k≦2 より,点A',B'′ を OA' =20A, OB'20B を満たす点とすると、点Pは上の図の台形 AA'B'Bの周上および内部を動く. まずは、 て考える を固定 tを具体 えると、 t=0のとき OP=0 t=1のとき OP=80 Ostal の範囲は なる B SOAN 10 0≤x≤ の表す領 のようにな WA+COPD 0 0 111 1 1≤x+ys! 0 y≧0の表 下の図のよう Focu (3) 13 **

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数学 高校生

(1)別解1の解答で、なんでABの中点Mを通るといえるのかが分かりません 教えてください🙇

636 第9章 平面上のベクトル 例題 364 円のベクトル方程式(2) 平面上の△ABC と動点Pについて,次の等式が成り立つとき, 点Pは どのような図形上を動くか. (1) (AP+BP).(AP-2BP)=0 325 142-152032. 解答 る。本問では, 辺ABの中点を基点とすると考えやすい. (1) ABの中点 M を基点とし, 3点A, B, P の 位置ベクトルをそれぞれà, -a, p とすると, (AP+BP).(AP-2BP)=0 lt, (2) AP BP=AC BC . {(p-a)+(p+a)} {(p-a)-2(p+a)}=0 2p (-p-3a)=0 (+3d)=0.① したがって, -2-10² 2-0 172 p.{p-(-3a)}=0 ここで, -3a は, 線分AB を 2:1 に外分する点D/ の位置ベクトルを表す. よって, 点Pは,線分 ABの中点Mと, AB を 2:1 に外分する点Dを直径の両端とする円の周上を動く. (別解1) ①より, p.p+3p・a=0 (5+3a).(+3à)=2à·à り よって 2012/01/12/02 より |--|-|28|(一定) ここで, する点Eの位置ベクトルを表す . したがって, 点Pは, AB を 5:1 に外分する 点Eを中心とし、ABの中点を通る円の周上 を動く. は,線分 AB を 5:1 に外分 A(a) =0 M * * * x2-3ax+y2=0 3 (x-2)*+1²=(2a)* 30 (5) +y B(-a) A(a), B(6) の両端とする円の (別解2) 座標平面上で, M(0, 0),A(-α, 0), B(a,0), P(x,y) とすると AP= (x+α, y), BP = (x-a, y) より, AP+BP = (2x, 2y) AP-2BP=(-x+3a, -y) クトル方程式は、 (p—à)·(þ-b)- したがって, (AP+BP) (AP-2BP)=2x(-x+3a)+2yx(-y) 中心C(C), 半径 の円のベクトル |xt|p-c=r

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数学 高校生

⑵です。 自分のような解答ではダメですかね。 数2B ベクトルです

Check 例題 352 交点の位置ベクトル(3) 考え方 (3) CCF を,g を用いて表す。 △ABCにおいて, BC=5, CA=6, AB=7 とする.この三角形の内接 円と辺BC, CA, AB の接点をそれぞれD,E,F とする.また, 線分BE と線分 AD の交点をGとする. AB=p, AC=gとして (1) 線分BD の長さを求め, ADをD, I を用いて表せ. (2) AGを. Gを用いて表せ。 (3) 3点C,G, F は一直線上にあることを示せ . 解答 C, G, F が一直線上にあるということは, CG = kCF となる実数kが存在すると いうことである. (1) BD=BF=x, CD = CE=y, AE = AF = z とおくと, よって, Focus x+y=5 ト y+z=6より, x=3, y=2, z=4 New B z+x=7 ABO BD=3, BD DC =32 なので, 2AB+3AC_2p+3g_ AD= 5 5 (2) 点Gは線分 AD 上にあるので, AG=kAD(kは実数) と表されるから, AG=12/3+1/23kg また, 点Gは線分BE 上にあるので, BG: GE=t:(1-t) とおくと, AG=(1-t) AB+tAE =(1-1) b+ ² ta 形 TER = ...... ② AG=² kb+ka34 …..① = 0, 0, 19 は平行ではないから,①,②より, B 10t= 9 12/231-4.12/23k/1/31 つまり 1/1381-1/3 k=1 6 → よって AG=1/31+1134 ( 広島市立大 ) X 3点A,B,Cが一直線上AC=kAB (kは実数) *** (3) CF=AF-AC-46-à CG-AG-AC (137+134)-9-130-139-13 (46-4) したがって CG-173CF よって, 3点 C, G, F は一直線上にある . BWA B -x- DyC F -3- 4 2 4 E E y IG 2 D 2 C 617 第9章

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