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壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/8 11:28 (No.499540)削除
問題
次の文章を解説して下さい。ただし、完全解説をして下さい。

例題2.4
5a+7b=11を満たす整数a,bを求めよ。ただし、-20<a,b<30とする。

解答
5a+7b=11を満たす整数aは合同式5a≡11(mod7)を満たす。この合同式を解くと、a≡5(mod7)ゆえに、a=7t+5(t∈ℤ)と表される。このとき、bはb=-(5t+2)と表される。
aの範囲 -20<a<30から、tの範囲は -3≦t≦3である。すなわち、t=-3,-2,-1,0,1,2,3 よって、
(a,b)=(-16,13),(-9,8),(-2,3),(5,-2),(12,-7),(19,-12),(26,-17)

おまけ:
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/8 13:22削除
例題2.4
5a+7b=11を満たす整数a,bを求めよ。ただし、-20<a,b<30とする。

解答
5a+7b=11の両辺のmod7を取ると、5a≡11(mod7)―――① また、7a≡0(mod7)―――②

②-①より、2a≡-11(mod7)∴2a≡10(mod7)∴a≡5(mod7)よって、a=7t+5(t∈ℤ)と置ける。これを与式に代入すると、5(7t+5)+7b=11 ∴7b=-35t-14 ∴b=-5t-2 ∴b=-(5t+2)

ところで、-20<a<30より、-20<7t+5<30 ∴-25<7t<25 ∴-25/7<t<25/7 t∈ℤより、-3≦t≦3―――③
また、-20<b<30より、-20<-(5t+2)<30 ∴20>5t+2>-30 ∴-32<5t<18 ∴-32/5<t<18/5 t∈ℤより、-6≦t≦3―――④

③,④より、-3≦t≦3 よって、t=-3,-2,-1,0,1,2,3より、
(a,b)=(-16,13),(-9,8),(-2,3),(5,-2),(12,-7),(19,-12),(26,-17)

因みに、模範解答には④の部分がないが、5と7の関係から④より③の方が短くなり、上限の3が共通しているから③だけで十分と考えるのは間違っている。上限が一致したのはたまたまである。例えば、-20<a,b<40とすると-3≦t≦4と-8≦t≦3となり-3≦t≦3である。

次回は、普通の中学生用の解法。

おまけ:
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/9 07:44削除
例題2.4
5a+7b=11を満たす整数a,bを求めよ。ただし、-20<a,b<30とする。

普通の中学生用の解法
5a+7b=11にb=3,a=-2を代入すると成り立つので、5・(-2)+7・3=11―――① また、5a+7b=11―――②とすると、①,②より、5・(-2)+7・3=5a+7b ∴5(a+2)=7(3-b) ここで、5と7は互いに素より、a+2は7の倍数である。よって、a+2=7m(m∈ℤ)と置ける。∴a=7m-2 
また、a+2=7mを5(a+2)=7(3-b)に代入すると、5・7m=7(3-b) ∴5m=3-b ∴b=-5m+3

∴a=7m-2,b=-5m+3(m∈ℤ) ところで、-20<a<30より、-20<7m-2<30 ∴-18<7m<32 ∴-18/7<m<32/7 ∴-2≦m≦4―――③

また、-20<b<30より、-20<-5m+3<30 ∴-23<-5m<27 ∴23/5>m>-27/5 ∴-5≦m≦4―――④

③,④より、-2≦m≦4 ∴m=-2,-1,0,1,2,3,4

∴(a,b)=(-16,13),(-9,8),(-2,3),(5,-2),(12,-7),(19,-12),(26,-17)

おまけ:
返信
返信2
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/7 07:58 (No.498237)削除
問題
https://plaza.rakuten.co.jp/difkou/diary/201804090001/

これは結構苦労しました。ただし、人によってはそんなに難しくないと思います。

おまけ:

https://true-bow.com/araierina-parent/
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/8 07:55削除
解答
CMを結ぶと、長方形の対称性よりCM=DM また、CE=MA=10cm よって、直角三角形の斜辺と他の1辺が等しいので、△MECと△DAMは合同。

また、MからCDに垂線を下ろしその足をHとすると、△MHCと△MHDと△DAMは合同。
よって、△MHCと△MHDと△MECは合同より、∠HMC=∠HMD=∠EMC 

よって、∠HMD=60°÷3=20°よって、△MHDの内角の和より、ア=90°-20°=70°よって、答えは、70°

おまけ:
返信
返信1
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/6 08:04 (No.497221)削除
問題1
https://plaza.rakuten.co.jp/difkou/diary/201804130001/

問題2
https://plaza.rakuten.co.jp/difkou/diary/201804100001/

どちらもそんなに難しくないですね。まぁ、人によっては簡単でしょう。

おまけ:
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/6 20:08削除
問題1の解答
正五角形と正六角形の共通の頂点をAとし、Aから反時計回りの正六角形の頂点をABCDEFとし、正五角形の頂点をAGHIJとする。

また、AGとBCの交点をKとし、GHとCDの交点をLとすると、∠AKC=x,∠GLD=y

ところで、正六角形の1つの内角は120°で正五角形の1つの内角は108°である。(正六角形の内角の和は公式より、180°×(6-2)=720°より1つの内角は720°÷6=120°,正五角形の内角の和は公式より、180°×(5-2)=540°より1つの内角は540°÷5=108°)

よって、∠BAK=(120°-108°)÷2=6°また、∠KBA=120°より、△KBAの内対角の和より、x=6°+120°=126°

また、CD,DEとHIとの交点をそれぞれM,Nとすると、対称性より△DMNは二等辺三角形で∠MDN=120°より∠DMN=(180°-120°)÷2=30°また、∠LHM=108°より、△LHMの内対角の和で、y=30°+108°=138°

よって、答えは、x=126°,y=138°

おまけ:
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/7 07:51削除
問題2の解答
点線の弧ACの真ん中の点をO'とすると、点O'は実線の弧ACの中心でもある。どちらの円の半径も等しいので、OO'=OA=O'A

よって、三辺相等より△O'AOは正三角形。よって、∠O'AO=60°で折り返しより∠O'AC=∠OAC=30°また、△OACは半径より二等辺三角形なので、∠OCA=∠OAC=30°

よって、∠O'AC=∠OCAより錯角が等しいので、AO'//OC よって、△AOCを等積変形すると△O'OCと等しい。よって、色付き部分の面積は、扇形O'OCの面積と等しい。

よって、扇形O'OC=6×6×3.14×(60/360)=6×3.14=18.84cm^2

よって、色付き部分の面積も18.84cm^2 よって、答えは、18.84cm^2

おまけ:

https://thetv.jp/person/1000016268/
返信
返信2
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/4 13:41 (No.495069)削除
問題
https://plaza.rakuten.co.jp/difkou/diary/201804120001/

一応、何でもありでも解いてみて下さい。

おまけ:
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/5 07:47削除
算数の解法
四角形ABCDは正方形よりDA=DC また、条件よりDE=DG よって、直角三角形の斜辺と他の1辺が等しいので、△DAEと△DCGは合同。よって、∠ADF=∠CDG また、条件よりア=イなので、∠ADF=∠GDF―――① 

また、AD//BGより錯角で、∠ADF=∠GFD―――②

①,②より、∠GDF=∠GFD よって、△GDFは二等辺三角形より、GF=GD=13cm ところで、△DAEと△DCGが合同より、CG=AE=5cm よって、FC=GF-CG=13-5=8cm

よって、答えは、8cm

おまけ:
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/6 07:40削除
何でもありの解法
△EDAは5,12,13の直角三角形より、AD=12cm また、四角形ABCDは正方形より、DC=AD=12cm 

ここで、DEの延長とCBの延長との交点をHとすると、AD//HC,AB//DCより、△EDA∽△EHB∽△DHC

よって、△DHCも5:12:13の直角三角形である。∴HC=(12/5)×12=144/5cm

また、△DHCで角の二等分線の定理を使うと、HF:FC=DH:DC=13:5 ∴FC=(5/18)HC=(5/18)×(144/5)=144/18=8cm

よって、答えは、8cm

おまけ:

https://www.uta-net.com/song/311567/
返信
返信2
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/4 07:56 (No.494808)削除
間違い探し。

間違いを見つけないと、フェルマーの最終定理の初等的証明になってしまいますよ。笑
間違い探しその2
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/5 13:52削除
フェルマーの言葉がはったりじゃなかったら、こんな証明を作っていたのだろうか。

「この定理に関して、私は真に驚くべき証明を見つけたが、この余白はそれを書くには狭すぎる。」
引用元:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%94%E3%82%A8%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%83%BB%E3%83%89%E3%83%BB%E3%83%95%E3%82%A7%E3%83%AB%E3%83%9E%E3%83%BC#%E6%A5%AD%E7%B8%BE

まぁ、ここまでのを作っていたら、絶対残しておいたよね。
返信
返信1
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/3 07:45 (No.493511)削除
問題
https://plaza.rakuten.co.jp/difkou/diary/201804140001/

コピペして検索して下さい。

因みに、算数なので分配法則とか使ってはいけません。

おまけ:

壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/4 07:32削除
解答
円C,Dと共通外接線との接点をそれぞれS,Tとし、YTを結ぶと円の中心と接線の関係よりYT⊥ST また、XS⊥STより、YT//XSである。

ここで、YからXSに垂線を下ろしその足をHとすると、HS=YT=4cm また、円Cと円Dの接点をUとすると、3点X,U,Yは一直線上にあり、△XHYは30°,60°,90°の直角三角定規型になる。

今、XHを点Xを中心に60°回転させ線分XY上に重ね点Hの行き先をH'とすると、H'U=HS=4cmである。また、UY=4cmより、H'Y=4+4=8cm

ところで、△XHYは30°,60°,90°の直角三角定規型よりXH:XY=1:2 よって、XH':XY=1:2 よって、XH':H'Y=1:1

つまり、XH'=H'Y=8cm また、H'U=4cmより、XU=8+4=12cm よって、円Cの半径は、12cm

おまけ:
返信
返信1
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/3 11:59 (No.493729)削除
これおかしくないですか。

問題
aを正の整数とする。このとき、任意の正の整数k(k>1)に対してaは
a=rnk^n+rn-1k^(n-1)+・・・+r1k+r0
0<rn<k,0≦rn-1<k,・・・,0≦r1<k,0≦r0<k
という形に一意的に表されることを証明せよ。aをこのような形に表すことをaのk進法表示という。

証明
(1)表されること:aについての帰納法で示す。a=1のとき、1=1でr0=1とすればよい。
a>1として、a-1まで成り立つと仮定する。aを超えないkの累乗のうち、最大のものをk^nとする。k^n≦a<k^(n+1)よりk^(n-1)≦a/k<k^n ゆえに、k^(n-1)≦[a/k]<k^n ここで、[a/k]<aであるから帰納法の仮定より、
[a/k]=rnk^(n-1)+rn-1k^(n-2)+・・・+r2k+r1
0<rn<k,0≦rn-1<k,・・・,0≦r2<k,0≦r1<k
と表される。さらに、練習問題9(4)よりaはa=[a/k]+r0(0≦r0<k)と表されるから、この式に上式を代入すると次が得られる。
a=k(rnk^(n-1)+rn-1k^(n-2)+・・・+r2k+r1)+r0
=rnk^n+rn-1k^(n-1)+・・・+r2k^2+r1k+r0

(2)一意的であること:a=1のとき、表現が一意的であることは容易にわかる。
a>1として、a-1まで正しいと仮定する。このとき、
rnk^n+rn-1k^(n-1)+・・・+r2k^2+r1k+r0=0 ⇒ rn=rn-1=・・・=r0=0を示せば十分である。仮定の式を変形すると、
rn+rn-1k^(n-1)+・・・+r2k^2+r1k=-r0
ゆえに、r0≡0(modk)ここで、0≦r0<kであるからr0=0 したがって、
rnk^(n-1)+rn-1k^(n-2)+・・・+r2k+r1=0
帰納法の仮定より、rn=rn-1=・・・=r1=0

演習問題9(4)
a,b∈Z,b>0,a=[a/b]b+(a-[a/b]b)
(引用終わり)

因みに、(2)だけです。(検索はしていません。)

おまけ
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/3 13:36削除
>rnk^n+rn-1k^(n-1)+・・・+r2k^2+r1k+r0=0 ⇒ rn=rn-1=・・・=r0=0を示せば十分である。

a=0でa>1に対しておかしいような気もするが、それはスルーして、

rnk^n+rn-1k^(n-1)+・・・+r2k^2+r1k+r0=0 ⇒ rn=rn-1=・・・=r0=0なんて自明である。条件より、k>1,ri≧0なのだから。念のため、rnだけrn>0(そこもおかしいような気もするがスルー。)
因みに、帰納法的にはこの証明は正しい。(上のように言えば一発だが、r0=0を言ったのと同じ事をすればr1=0が言え、同様の事を繰り返せば、rn=rn-1=・・・=r0=0が言える。これを数学的帰納法で示した訳である。)

個人的には、(1)とほとんど同じに証明出来ると思っている。つまり、a-1まで、a=rnk^n+rn-1k^(n-1)+・・・+r1k+r0が一意的に表されると仮定すると、(1)と同様にして、[a/k]=rnk^(n-1)+rn-1k^(n-2)+・・・+r2k+r1
また、[a/k]は整数より除法の定理により、a=[a/k]k+r0(0≦r0<k)と一意的に表せ、上式をこの式に代入すると、
a=k(rnk^(n-1)+rn-1k^(n-2)+・・・+r2k+r1)+r0
=rnk^n+rn-1k^(n-1)+・・・+r2k^2+r1k+r0
この式が一意的表される事は自明である。よって、a-1の時に成り立つと仮定して、aの時も一意的に表されたので、数学的帰納法によって示された。

おまけ
返信
返信1
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/2 19:20 (No.492911)削除
問題
https://plaza.rakuten.co.jp/difkou/diary/201804150000/

コピペして検索して下さい。

2通り作ってみましたが、スッキリした方1通りで良いと思います。

おまけ:
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/2 20:33削除
解法1
全体の長方形の左上の頂点から反時計回りにA~Dと振り、ADの3等分点を左からE,Fと振り、BCの3等分点を左からG,Hと振る。また、DCの真ん中の点をIとし、AIとEG,FHとの交点をそれぞれJ,Kと振る。また、ACとEG,FHとの交点をそれぞれL,Mと振り、AHとEGの交点をNとする。

ここで、NM,JFを結ぶと、底辺と高さが等しいので、△ANL=△MNL,△ALE=△FLE よって、△MNL,△FLEを△ANL,△ALEの所に移動させて考えると、斜線部は長方形ABGEと△NHMと△JKFと台形KMCIとなる。

また、底辺と高さが等しいので、△NHM=△CHM,△JKF=△IKFより、△NHM,△JKFを△CHM,△IKFの所に移動させて考えると、

斜線部全体の面積は、長方形ABGE+台形IFHCとなる。よって、斜線部=3×4+(2+4)×3÷2=12+9=21cm^2

よって、答えは、21cm^2
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/2 20:58削除
解法2
解法1と同じようにA~Nと振り、AHの延長とDCの延長との交点をOとすると、△HABと△HOCは相似で相似比は2:1より、OC=4÷2=2cm よって、DI=IC=CO

よって、△ANEと△AHFと△AODが相似である事を考えると、EJ=JL=LN,FK=KM=MHとなる。

また、△HNGと△HABが相似で相似比は1:2より、NG=4÷2=2cm よって、EJ=JL=LN=2/3cm,FK=KM=MH=4/3cm

よって、斜線部=台形ABGN+△ALJ+台形LNHM+台形EJKF+台形KMCI=台形ABGN+台形LNHM+△AID=(2+4)×3÷2+(2/3+4/3)×3÷2+2×9÷2=9+3+9=21cm^2

よって、答えは、21cm^2

おまけ:
返信
返信2
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/2 18:20 (No.492854)削除
フェルマーの最終定理のn=4の場合の完全な初等的な証明法です。

間違いがあったら指摘して下さい。

おまけ:
フェルマーの最終定理n=4
返信
返信0
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/2 11:27 (No.492445)削除
問題
xを正の実数,nを正の整数とする。1からxまでの正の整数のうち、nの倍数であるものの個数は[x/n]に等しいことを示せ。

証明
演習問題9(1)より[x/n]≦x/n<[x/n]+1 ゆえに、[x/n]n≦x<([x/n]+1)n

この式より、1からxまでの整数のうち、nの倍数となるものはn,2n,・・・,[x/n]nであるから、[x/n]個である。

演習問題9
xを任意の実数とするとき、xを超えない整数すべての集合において最大のものを記号[x]で表す。これをガウスの記号という。このとき、次を証明せよ。
(1)[x]≦x<[x]+1 
(2)y≦x ⇒ [y]≦[x] 
(3)x∈R,a∈Z ⇒ [x+a]=[x]+a 
(4)a,b∈Z,b>0,a=[a/b]b+(a-[a/b]b)
(引用終わり)

別解を作ってみて下さい。因みに、演習問題9の(4)は何の意味があるのでしょうか。まぁ、証明は勉強になりましたが。

おまけ:
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/2 13:16削除
別解
1からxまでのnの倍数の個数は、[[x]/n]―――①

また、[x]≦xよりこの両辺をnで割ると、[x]/n≦x/n

この両辺のガウス記号を取ると、[[x]/n]≦[x/n]―――②

ところで、[x]≦xの両辺のガウス記号を取ると、左辺は元々整数なので、[[x]]=[x]である。

よって、②式を考えると、[[x]/n]=[x/n]―――③である。

①,③より、1からxまでのnの倍数の個数は、[x/n] よって、示された。

おまけ:
返信
返信1
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/1 20:12 (No.491656)削除
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/2 07:31削除
解答
大外の2つの弓形を1つにして中央の空白部分に移動させると、色部分全体の面積は、小さい方の正方形の面積に変換できる。

よって、答えは、12×12=144cm^2

おまけ:
返信
返信1
壊れた扉さん (8ewhcx4n)2022/8/2 07:07 (No.492234)削除
間違い探しです。間違いを見つけられないとフェルマーやオイラーでさえ作れなかったフェルマーの最終定理n=3の場合の完全な初等的な証明(新証明)になってしまいますよ。
間違い探し
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返信0

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