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お前らに質問(12月8日 式の値を求める) [お前らに質問]

式の値を求める

 

 

問題1 a+b+c=0のとき、次の式の値を求めよ。

  eqa-000.png

【解答】

a+b+c=0だからc=−a−bを代入すると、

  eqa-001.png

(解答終)

 

【別解】

  eqa-003.png

(別解終)

 

穴埋め問題ならば、

a+b=c=0になるように、a=b=1c=−2とし、これを、こっそり、式に代入すると

  

でも、思ったほど、楽じゃないね(^^ゞ。

 

 

問題2 次の式の値を求めよ。

  

【解答】

  

とおくと、

  

①+②+③は

  

a+b+c=0のとき、b+c=−aを代入すると、

  

a=b=c(≠0)のとき、k=2になるので、k=2OK

よって、式の値は2、または、−1

(解答終)

 

【別解】

だから

  eqa-004.png

①と②の辺々を引くと

  eqa-005.png

 

(1) a+b+c=0のとき

b+c=−aだから

  

 

(2) b=cのとき

  

b=cを代入すると、

  

したがって、a=b=c、または、a+2b=a+b+c=0

a+b+c=0のときは、式の値は−1

a=b=cのときは、

  

 

よって、式の値は

 a=b=cのとき、2。

 a+b+c=0のとき、−1。

(別解終)

 

 

【別解2】

だから、a+b+c≠0のとき、

  

a+b+c=0のとき、b+c=−aを代入すると、

  

よって、式の値は2、または、−1である。

(別解2終)

 

上の解答では、

とすると、b=akd=ckだから、

  

となるので、

   

という比例式の性質、加比の理を使っている。

 

加比の理の図形的な意味は下図を参照。

 

kahi-no-ri.png

 

 

この加比の理を使えば、次の問題はすぐに解けるんじゃないだろうか。

 

問題3 次の式の値を求めよ。

  


 

a+b+c=0のときの値も求めるんだケロよ。

ひょっとしたら、その時、値を持たないかもしれないけれど…。

 




問題2に戻ろう。方程式

  eqa-006.png

を行列で書き直すと、

  eqa-007.png

となり、行列の固有値問題になるな〜。

てなわけで、

方程式

  eqa-008.png

a=b=c=0という自明の解以外の解を持つためには、

  eqa-009.png

でなければならない。

単純に展開したほうが、どう考えても、楽なので、

  

と解くこともできるわな〜。

 

そこで、

お前らは、

行列(式)を使わずに、a,b,cに関する連立方程式

  

(a,b,c)=(0,0,0)という(自明な)解以外の解を持つ(kの)条件とその時の解を高校の数学Ⅰレベルの知識を駆使して求めるにゃ。

 

3元1次連立方程式だと難しいというヒトは、次の2元1次連立方程式

  

(a,b)=(0,0)以外の解を持つ条件とその時の解を求めるにゃ。

 

【行列を用いた解答】

方程式

  eqa-011.png

(a,b)=(0,0)以外の解を持つためには

  eqa-012.png

でなければならない。

k=−1のとき

  

よって、

  

k=1のとき

  

よって、

  

(解答終)

 

いくら⑨のお前らでも、この問題くらいは解けるだろう。

たとえば、連立方程式の第1式から

  

これを第2式に代入すると…。

 

そして、あと、必要となる知識は、

ABを実数とするとき、

  

という中学生で習うであろう知識を使うだけなんだから。

 

 

まぁ、お前らが小学生や赤ちゃんならば、解けないのはしょうがないけど…。

 

 

問題3のヒントかもしれない


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