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物理 大学生・専門学校生・社会人

どなたかわかる方おられませんかね。

2. 電子の内部状態を考察するため、 次の交換関係を満たすエルミート演算子 S1, S2 S3 を考える: [SS2]=iS3 [S2,Sa]=iS1 [S3.Si]=iS2. (1) S2 = S} + S2 + S7は任意のSi (i=1,2,3) と可換であることを示せ。 (2) St:= S1 ±iS2(複合同順) とおくとき、 次の交換関係を示せ: [S3, St] = ±S土 [S+,S_] = 2.S3. (3) |+) を Ss+) = -+), S+|+) = 0 を満たす S3 の固有状態とする。 この状態 (+) は の固有状態 となることを示しその固有値を求めよ。 (4) |-> を |-) := S_+〉 で定義する。 この状態 |-> は S3との同時固有状態となることを示しそれ らの固有値を求めよ。 またS_|-> = 0 を証明せよ。 (5)以上のような演算子と状態の組が2種類あるような合成系を考える: {${",|a}(1)}== }i=1,2,3,a=11 {S(2),\3)(2)}i=1.2.3.83=±ただし、S^^) と S(2) は全て可換であるとする。この合成系における任意 の状態は、(a) (1) (3) (2) (0, 3=±) の4種類の基底ベクトルで表され、 合成されたスピン演算子 SiS(1) + S(2) (i=1,2,3) はこの合成系の状態に Sila)(1)(3)(2) = (${1/(a)(1)(3)(2) +a)(1)(S{(2)(3) (2)) のように作用する。 この合成系における S3, 32 の同時固有状態を上記の4種類の基底ベクトルの 線型結合で表し、それぞれの固有値を求めよ。 ただし規格化は行わなくてもよい。

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数学 中学生

この問題の⑵から⑸がわかりません! 誰か解答解説お願いします!

4 次の [1] [II] に答えなさい。 [1] 秋さんは、授業で学習した消費電力について、家庭で使っている電気器具を調べることにした。 一人では心配なので先生に話を聞きながらまとめることにした。 まず。 秋さんは、自宅で使っている電気ケトルの性能について考えることに した。 右の図1は、電気ケトルに書かれていた表示である。 電気ケト ルは、少量の湯を短時間で沸かすことができる電気器具である。 電気 ケトルの内部には電熱線があり、スイッチを入れると水があたたまる 構造になっている。ほかに、毎日使うオープントースターには消費電力 900Wと表示されてい 【先生と秋さんの会話】 先生 理科の実験では直流電源装置を使ったけれど 家庭の電源は交流です。 秋さん:そうですね。 家庭に供給されるのは交流電流で、電圧 Ⅱ オープントースター は100Vだと思います。 また、 家庭内の電気配線は、電 電気ケトル 気器具が並列になるように接続されていると思います。 図I 定格電圧 100V 定格周波数 50 60Hz 定格消費電力 1200W 最大容量 0.8L 先生 その通りです。 秋さん: 家で電気ケトルとオープントースターは、毎朝使って いるんですが 2つの電気器具を図のように延長 コードにつないでもいいのでしょうか。 先生 そんなつなぎ方をしては危ないよ。 延長コードの表示 には「合計 1500Wまで」 と書いてあるでしょう。 電気 ケトルは1200Wで, オープントースターは 900Wと表 示されていたよね。 延長コードを使っても並列に接続され、つないだ電気器具の電力 の合計が表示をこえると、 延長コードが過熱して, 火災になる危険があるんだよ。 秋さん: えっ、そうなんですか。 「タコ足配線は危ない」 ってよく聞くけれど、 2つくらいの 電気器具だったら大丈夫だと思っていました。 /cov bicy 12 A 50 かいてみると分かりやすいよ。 先生: それが大丈夫とは限らないんだ。 図Ⅲのような回路図に は抵抗で は 交流電源だよ。 回路図Aは電気ケトルだけを接続した場 合で、 回路図Bは電気ケトルとオープントースターを接 続した場合だよ。 では、回路図AとBの抵抗や電流の大 きさはそれぞれどうなるか考えてみよう。 図Ⅲ A コンセント 延長コード (合計 1500Wまで) X+ B ZPOV AA (1) 図Ⅲの回路図 A. Bの抵抗と電流の大きさについてまとめた秋さんのあとの文中の @ b に入れるのに適している語をそれぞれ次のア、イから一つずつ選び、記号を○で囲みな さい。 ア 大きく イ 小さく 【秋さんのまとめたこと】 回路図Aは電気ケトルだけなので直列回路 回路図Bは2つの電気器具をつないでいるので 並列回路である。よって、回路全体の抵抗を考えた場合、回路図Aよりも回路図Bのほうが @ なるということは,点Xに流れる電流に比べて点Yに流れる電流は なる。 家 庭内の電気配線では, 電気器具が並列に接続されるので、接続される電気器具が多いほど回路 全体の抵抗がなり電流が ⑤ なるから危険なのである。 (2) 図の回路図Bの全体の抵抗の大きさは何Ωであったと考えられるか 小数第1位まで求めな さい。 ただし、回路に接続されている電源が交流電源であっても、回路全体の抵抗の求め方は直 流電源の場合と変わらないものとする。 ⅡI] 電流回路と発熱量. 電流と磁界について 次の実験1.2を行った。 【実験1】 ・発泡ポリスチレンのカップに室温と同じ温度の水を100gずつ入れた。 図のような装 置を用意して、電熱線PQに電流を流して水の上昇温度を測定した。 スイッチ①だけを閉じ, 電熱線Pに 6.0Vの電圧を加えて、水をときどきかき混ぜながら1分ごとに水の温度を測定した。 このとき、電流計は15Aを示した。 次に、スイッチ② だけを閉じて電熱線Qも同様の操作を行っ て図Vのグラフの結果を得た。

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数学 高校生

問題⑵⑶の数学的帰納法について4つ質問させて下さい!質問量が多くてすみません… ①写真1枚目の赤の下線を引いた部分について、私の解答(写真2枚目)では全て、整数でなく自然数と書きました。私は赤線部分は自然数の範囲に収まるのかなと思っていたので、なぜわざわざ整数と書いている... 続きを読む

2021年度 〔4〕 α=2, b=1および リー an+1=2a+36, b +1=α+2b (n=1, 2, 3, ...) で定められた数列{an}, {bn}がある。 C = a b とおく。 (1) c2 を求めよ。 149 (2) cm は偶数であることを示せ。 (3) nが偶数のとき, cm は28で割り切れることを示せ。 ポイント 連立の漸化式で定められる2つの数列の一般項の積についての数学的帰納法 による証明の問題。 (1) 漸化式でn=1 とおいて求める。 (2) 数学的帰納法により証明する。 (3)n=2mとおいて, m について数学的帰納法で証明する。 解法 (1) a2=2a+3b1=4+3=7 b2=α +261=2+2=4 より C2=azbz=7×4=28 (2) a1=2,b=1,4+1=2a+3bb1=an+2b (n=1, 2, 3, ... より帰納的に a b が整数であると言えるので, cm=amb" も整数である。 cm が偶数であることを数学的帰納法により証明する。 (I)n=1のとき,c=a,b=2×1=2より C1 は偶数である。 (II)n=kのとき cが偶数であると仮定すると, a b は偶数であるから=211は 整数) とおける。 n=k+1のとき ( Level A TRAIGHT Ck+1=ax+1bk+1=(2a+3b) (+26) =2a²+7ab+6b²=2a²+14Z+6b2² =2(a²+71+3b²2 ) ここで, a2+71 + 3b²2 は整数であるから Ck+1 も偶数である。 (I), (II)より すべての自然数nに対してcm は偶数である。 (証明紋) (3) n=2m(mは自然数とおき, C2mm が28で割り切れることを数学的帰納法によ り証明する。 (I) m=1のとき, c2 = 28 より 28で割り切れる。 (II) m=kのときc2が28で割り切れると仮定すると, 28 (1は整数)とおけ る。 m=k+1のとき C24+2=a2+2b24+2 = (2a2+1+3b2+1) (a2+1+2b2+1) = {2 (2a2+362) +3 (a₂+2b₂)}{2a+3b₂+2 (a₂+2b2x)} = (7a2 + 12b2) (4a24+7b₂24) = 28a2²+97a2b2+84b2² = 28a2²+97-28/+84b2x² = 28 (a24² +971 +3b₂²) D ここで, a² +971 +3bz² は整数であるから 22は28で割り切れる。 (I), (II)より. すべての自然数mに対して C2me は28で割り切れる。 ゆえに,nが偶数のとき, cm は28で割り切れる。 (証明終)

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