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posted by fanblog

2018年08月30日

23026 大人のさび落とし 増加(減少)関数



雨の日の スローライフの部屋



   増加( 減少 ) 関数


或る関数が 増加 の状態に あることを

証明しなさいと


これなんですが


HPNX0001.JPG




一回 微分をすると 

増加率 が出るので


これが


=> 0 になってれば ok


増加 は f’(x) >0

なのですが


途中に f’(x)=0 があっても

その前後が

f’(x)>0 ならば

単調増加



HPNX0002.JPG



この 微分で でてきた

二次関数を


平方完成で


HPNX0001 (1).JPG



実数の2乗は >=0

3>0


ナタメ

この関数の f’(x)

増加率は

つねに f’(X)>0

なので

増加関数である


HPNX0004.JPG


今度は

xの3次関数が

単調増加になるのは

aが どんな範囲か


f’(x)=0 を 途中に

含んでも 区間の 任意のxで

f’(x)>0⇒単調増加



HPNX0005.JPG



一回微分が増加率

これは 二次関数だから

判別式が使える


判別式の意味は

HPNX0006.JPG



放物線が

x軸と 

交わるか 接するか 出会わないか



x 軸よりも 放物線が 上にあって

x 軸と出会わなければ

yの値は 常に正



x軸に 接していて

x軸の 上に 開いていたら


yの値は 全域で

0以上 単調増加





HPNX0002 (1).JPG




こんなイメージで

HPNX0008.JPG



二次関数が 常に正ならば

x二乗の係数が >0で

判別式が <0


今回は 単調増加なので

f’(x) =0 も含むから

判別式<=0



HPNX0009.JPG



数1で でてきたんですよ


HPNX0010.JPG




それで

ついでだから

二次関数の それぞれの

係数には 意味があって

こんな感じですか


HPNX0011.JPG




話を

元に 戻さないと


HPNX0012.JPG



一回微分で でてきた

増加率が

コレダから


この判別式が <=0 ならば

単調増加

HPNX0013.JPG

不等式を 解くと





HPNX0014.JPG





こんな感じで

HPNX0015.JPG




類題

つねに 増加関数に なるためには

aは どんな範囲にあればいいか

HPNX0016.JPG



まず展開して

一回微分で

増加率

HPNX0017.JPG



これが

単調増加なんだから

判別式 D<=0


HPNX0018.JPG



不当式を解くと
HPNX0019.JPG



こんな感じで


HPNX0020.JPG



穴埋め問題

今回は

開区間で書いてあるので



ちなみに
開区間 : a<x<b

(a,b)

閉区間 : a<=x<=b

 [a,b]



HPNX0021.JPG

今回は

単純に 増加関数 で 扱って




f’(x)=0 のところは ナイ

f’(x)=0でも  その前後で 増加 減少に 変わらないところは

極値ではない




HPNX0022.JPG



一回微分の増加率

増加率の 二次関数で

判別式D   D<0



HPNX0023.JPG



判別式から 

でてきた

不等式を 解くと


HPNX0024.JPG



こんな感じで



HPNX0025.JPG


類題


HPNX0026.JPG


ウ と エ を  a,b,
 
にして

元の関数の 一回微分で

増加率を 出してきて


増加率が減少関数<0



HPNX0027.JPG




それと

2<x<5

から

増加率を 起してくると

HPNX0028.JPG




二つの 式が 同値なので


HPNX0029.JPG



頭を 揃えて

HPNX0030.JPG



aは 21

bは 60

ウ 、 エ、



HPNX0031.JPG




最後は

次の

三次関数が

単調減少であるとき


a,b,c,の 関係式を 求め

b=-3

c=a+2


の時

aの値の 範囲を 求めなさい



HPNX0032.JPG



増加率を

見るべく 一回 微分して

これが  減少関数だから


HPNX0033.JPG



二次関数が 常に 負の条件

さらに


単調減少だから f’(x)=0 も

入れて


判別式が D<=0 の時


HPNX0034.JPG



a<0 と

計算の結果

判別式に 似てるけど

b二乗ー3ac<=0


HPNX0035.JPG



ここに

b=−3

c=a+2

を 代入したら



HPNX0036.JPG



こんな感じで



HPNX0037.JPG



a<0
だから

1<=a

は 不適で

a<=-3



HPNX0038.JPG

お疲れ様です。




壊れかけの ラジオだってさ

頑張ってんだから

少し 頑張んねぇ―と とおもってさ

しかし

思うようには なかなかいかないのでした。









( 晴れ部屋へ 家庭菜園5F 4F 3F 2F 1 Fざっかや

メニュウ ページ リターン    )





2018年08月28日

23025 大人のさび落とし 時間に対する変化率




雨の日の スローライフの部屋



時間に対する

変化率

増加 減少 する割合 → 変化率


球形の 風船が あるんだって

実際にはさ

球形に膨らむのは 難しい

問題だからさ

理想的な 理論で


だから

実際だと 苦労しますが


兎も角

始めは 半径が 2センチ

空気を入れ始めると

1秒ごとに 1mm の割合で

半径が 増えていくとすれば


半径が 4センチ になった瞬間における

表面積 および 体積の 増加の

割合いを求めなさい



HPNX0001.JPG



球形の 表面積は

しんぱいあーるの事情


球形の 体積は

身の上心配あーるの惨状

やな 覚え方だなぁー



HPNX0002.JPG




半径が 大きくなるのは 1秒ごとに

0.1センチ だから

(2+0.1t)

これを

公式に 入れて

tで 微分したら

表面積の増える割合


HPNX0003.JPG


公式に 入れて 

ds/dt

は こんなだから


HPNX0004.JPG



半径が 4センチになった時の

増加の割合は

あー


何秒 かかるか まだ出してなあったから

半径が

(2+0.1t) = 4になるのは

t=20



HPNX0005.JPG




20秒の時




代入したら

3.2π だから



HPNX0006.JPG


半径が 4センチになった時の

増加の 割合は

3.2π 平方センチ/秒


体積の方も

公式に 半径を代入して




HPNX0007.JPG




tで微分したら


HPNX0008.JPG



これに


t=20 を 代入すれば


HPNX0009.JPG


半径が 4センチになった瞬間の

体積の 増加率が出て


HPNX0010.JPG




6.4π


6.4π 立方センチ/秒


HPNX0011.JPG




次は

白金棒

の 膨張率


HPNX0012.JPG



零度cの ときの

割合いにたいして 


t°cの ときの 長さの 時間微分が 膨張率だから


HPNX0013.JPG




こんな感じで


HPNX0014.JPG




ここに

与えられている

数値を

代入して

桁合わせをすれば


有効数字 小数点以下第二位までだから


HPNX0015.JPG




コロ、コロ、 で 小数点を 動かして

10の 2乗にして

整理すると
HPNX0016.JPG



これで どないでしょ

HPNX0017.JPG



二つの 辺の長さが 等しい

直方体があって


等しい二辺は a


他の一辺は b


a=30

b=50を 基準に


aは 毎秒+3センチ

bは 毎秒-2センチ


HPNX0018.JPG




直方体が

立方体になった時の 体積は

増加しつつあるか

減少しつつあるか


体積が 最大になるのは いつか







HPNX0019.JPG




体積は

三辺を 掛け合わせた形



HPNX0020.JPG



立方体に なるのは

a=bの時だから

(a+3t)=(b-2t)

a=30

b=50

なのだから

30+3t=50-2t

t=4



HPNX0021.JPG


t=4の時 立方体

この時の

体積の 増加率は

体積を tで微分したものに

t=4 を だいにゅうすれば


HPNX0022.JPG


微分したものに

HPNX0023.JPG






t=4を 入れたら

dv/dt>0


グラフでいうところの


傾き

これが プラス なので

増加しつつある




HPNX0001 (1).JPG





体積が 最大になるのは


この 微分した 式が 増加しつつある 範囲の

一番 右側

と言うのは


これは

いつか 0になってしまうでしょ


体積が

aは 30+3t だけど

bは50-2t


いつか 体積は 0になるので

限りなくは 増加しない

だから 増加してる範囲で

いちばん 増加した 右端








HPNX0025.JPG


tの範囲は

0 =< t < 25


HPNX0026.JPG

不等式を 解くでしょ

マイナスで くくったから


マイナスを 消すと 符号の 向きが変わって


HPNX0027.JPG



マイナス で 範囲が 出てくるけど


この範囲が

増加しつつある 範囲


HPNX0028.JPG



だから

t=40/3の時 最大値

HPNX0029.JPG




半径1の 球がある

この 中心 o から

一つの 半径に沿って

表面上の点 Aに 向かう運動をする点 P


時刻 t にこける OP=t の時


点Pに おいて

OA に 垂直な 平面による 切り口と


点Aによってできる

円錐の 体積を 求め


t=0における

体積の 増加率を 求めよ


HPNX0030.JPG


球があって

半径は 1

中心から ある 一つの 半径に沿って

表面にある 点Aに 向かう運動をする点P




HPNX0031.JPG


点Pにおける OAに 垂直な 平面の切り口


こんな感じかな

HPNX0032.JPG



ここで できてきた

円錐の 体積は

半径と 高さが 分かれば いいのだから

半径と 高さを t の関数で 表現して



HPNX0033.JPG


球だからさ

半径 そこらじゅうに あってですね



HPNX0034.JPG



半径と 高さを tで 表して


HPNX0035.JPG



体積は こうでしょ


tで 微分したら

体積の 増加率

dv/dt

HPNX0036.JPG



この 増加率の

tに t=0 を 代入したら


HPNX0037.JPG



- π/3



HPNX0038.JPG

お疲れ様です。










( 晴れ部屋へ 家庭菜園5F 4F 3F 2F 1 Fざっかや

メニュウ ページ リターン    )






2018年08月09日

23024 大人のさび落とし 速度(2)


雨の日の スローライフの部屋





速度(2)

位置情報 とか 距離とか

が 時刻tの関数で 表現で来ていれば


それを

t で 一回微分したら 速度になる




HPNX0001.JPG




こんな感じの 式なんですが




さらに それを t で 微分すれば

増加する速度の変化率

加速度になる



HPNX0002.JPG




ここでは

xの 軸方向だけなのですが

( 問題が 控えてるんですよ )


微分の 公式は



HPNX0003.JPG



こんなだったから

定数は 消えてしまう

指数は 前に出て 係数になって

指数のあったところは 元の指数-1


x とかの 関数の 塊の 微分が

足し算だったら 個々に 微分



xとかの 関数の 掛け算 だったら

順番に 微分・そのまま  +  そのまま・微分


のような感じで


xの 関数 に 指数が付いてるとき

y=(U)n乗の時は

n(  )n-1乗・(  )’ 





HPNX0004.JPG


身長160センチの人が

高さ4メートルの 街灯の下から

毎分60mで 遠ざかるとき


影ができるんですが

歩いてく方向に



その先端の 速度は

また 影の長さは どんな速度で

伸びるか



HPNX0005.JPG




影の先端までの 距離を

街灯の下にいるときは ゼロ


歩きだすと

影が 動きだすので


街灯の下から 影、頭の先端 までの 


距離の伸び方を


時刻tの入った式で 表現できれば


HPNX0006.JPG



これを 一回微分したら

速度になるので



HPNX0007.JPG



図にしてみますと
HPNX0008.JPG



距離を 時間の関数にするでしょ



HPNX0009.JPG



APは 60t


距離 = 速さ × 時間

HPNX0010.JPG



知りたい 影の先端の距離を

xとすれば
HPNX0011.JPG



x=AP + PC

これじゃ

まだできないので

三角形の相似を 使って



HPNX0012.JPG



AB:PQ = AC:PC

HPNX0013.JPG




ABが 4メートルで

PQが 1.6メートル だから



AC分のPCも 同じ 比率

ACはAP+PCだから

HPNX0014.JPG




PCは x-60tだから

HPNX0015.JPG



たすき掛けで


x=100t




HPNX0016.JPG

 
これを 一回 微分すると


HPNX0017.JPG





速度が 出て来て

この 速度と言うのは


街灯の下から 影の先端までの距離を

 時間変化を 使って あらわしたものなので


影の 先端の速度に なっている

HPNX0018.JPG



同様に

伸びつつある 影の 速度は

影の部分は

PCであるから


HPNX0019.JPG



PCの 長さが 時刻tを使って

表現で来ているものを

一回 微分したら


伸びつつある 影の速度



HPNX0020.JPG



今度は

物理がくですか

垂直 投げ上げ


素速度V0 で 物体を 投げ上げたとき



投げ上げれば また 降ってくるんですが


その時の 高さを hとしたら

hの( 高さの )変化は 次のような 式になるんだって





その時に

速度の二乗 + 2倍の重力加速度 × 高さ は

時間 t に 関係なく つねに 一定であることを

証明しなさい


HPNX0021.JPG


高さhが

時間の関数になってるから

これを 一回 微分したら

速度になるから


HPNX0022.JPG



微分するでしょ

これがさ


t秒後の速度


HPNX0023.JPG



証明しなさいの式に

速度を 代入して

計算するでしょ


HPNX0024.JPG



ねー

HPNX0025.JPG


題意から h=を代入したら

tの 項が 消えてしまったから

tに 無関係で

値も 変化しないので
  

つねに 一定


HPNX0026.JPG


次は

直交軸があって

その上に 同時に 動く 動点が二つ


HPNX0027.JPG



(1) 二つの動点 P、Q、の

中点 Rの 座標は 直線状を 動く

ことを 示せ


(2)Rの 動く速さは


(3)PQと y=xの交点 Sの

速度を 求めよ


HPNX0028.JPG



図を 書いて
HPNX0029.JPG



座標を tを 使って 書いて

中点だから

HPNX0030.JPG



OR の傾きを 計算したら

tが 消えて 定数のになったから


直線状に 動くと

HPNX0031.JPG



その速さは

原点からRの 距離を

ピタゴラスで

HPNX0032.JPG


tは 0以上だから

プラス側


HPNX0033.JPG



これが

ORの 距離を 時間の関数tを 使って

表現したものだから

一回微分して

原点から 見た Rの速度は

これ



HPNX0034.JPG



直線PQと y=xの 交点を

求めるに


直線が

x軸、y軸、の 両方と交わってるときは

その x切片、 y切片を a,b,

とすれば

HPNX0035.JPG



こんな感じで

方程式が 求まる と言う

公式から

HPNX0036.JPG



連立して

交点を 出すと

HPNX0037.JPG




Sは x=y= 12/7 t

この Sを 時刻tを 含んだ式で

表現して

HPNX0038.JPG


OSの距離を ピタゴラス



HPNX0039.JPG



これを

HPNX0040.JPG


一回 微分したら

速度
HPNX0041.JPG



次は

曲線上に 動点Pから

x軸とは 異なる 接線を 引いて


その 接点から 垂線を下した x軸との交点

足を Qとする時に


動点Pの x座標が 何か 式で

与えられていて
HPNX0042.JPG




この時の Qの 速度を求めなさい

HPNX0043.JPG

図は こんな感じで


ナタメ

まず 接線から 求めていくと

公式は これです



HPNX0044.JPG



この公式に

接点の座標を X=アルファとして

代入したら

HPNX0045.JPG




こんな感じで


HPNX0046.JPG



この接線上に 動点Pがあるから

Pは この接線上で y=0

HPNX0047.JPG


なんだから

P=が出て

これがね

題意に 与えられている 式に 等しい


HPNX0048.JPG



イコールに した式を

式変形すると  α=

HPNX0049.JPG



ところで

Qという点は

x軸上の点

y=0


x座標は 曲線上の接点と同じ


ということは

Q( α、0 )

Qの位置情報が tを ふくんだ式で

表せたから

一回微分したら

Qの速度




HPNX0050.JPG


微分の 公式に そって

HPNX0051.JPG



こんな感じですか



HPNX0052.JPG
お疲れ様です。









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2018年07月27日

25016 大人のさび落とし 逆行列 と 連立方程式




雨の日の スローライフの部屋



逆行列と 連立方程式に関しまして

今までは

これを

xをyの式に して

yに 代入したりとか

してたんですが


逆行列が そんざいすれば

計算だけで いけますよ 

という面白いお話で

HPNX0001.JPG



まずさ

行列の方に するでしょ



HPNX0002.JPG






変換の部分の行列を A

xy を X

数値が B とかで

AX=B


HPNX0003.JPG


ここで

Aの逆行列が 存在すれば

Aインバース を 辺々

左からかけると


左辺は EX 右辺は AインバースB

左辺の EX は X になるので

それが 単位行列 E ですから

HPNX0004.JPG



この

X=AインバースBを 計算すれば

そく 答え


正し

Aインバースが ないとだめだから

調べるでしょ



HPNX0005.JPG




それが この行列は 正則行列か?

特異行列か?


と言うやつで

デルタが ぜろ でなければ 

正則行列

デルタが ぜろ ならば 

特異行列


HPNX0006.JPG



デルタが

ゼロでなかったから

正則行列で

逆行列があるから

公式に入れて



HPNX0007.JPG




その Aインバースを B と掛けたら

答え


HPNX0008.JPG

ここは

書き方に 慣れてしまえば

計算練習のみ



HPNX0009.JPG



一様

さっきのように

なんでか 理由も 分かってるので

HPNX0010.JPG




Aインバースを 求めて



HPNX0011.JPG




文字があるから

こんなですか


Aインバース


HPNX0012.JPG


これをさ

Bにかけると


HPNX0013.JPG



こんな感じで


HPNX0014.JPG



ここから

x、y、を 取り出してきて

答え


HPNX0015.JPG



類題なんですが

どうして

X=AインバースB かの 理由を

確認してですよ



HPNX0016.JPG



行列の形にして

変換部分を インバースを 求めると


HPNX0017.JPG



こんな感じで

HPNX0018.JPG



x=AインバースBで 計算したら


HPNX0019.JPG




こたえ


HPNX0020.JPG



但し書きで

条件がありますが


HPNX0021.JPG





手順は 同じで



HPNX0022.JPG



ひな形に 入れれば


HPNX0023.JPG



あ これは 因数分解で

簡単に なるので


HPNX0024.JPG


こんなですか

HPNX0025.JPG




三角関数が 出てくると

うろたえそうになりますが

そもそも

三角関数やってたのに

行列に 来てしまったのは

行列に

三角関数が 出てくるんですよ


ここは ち〜がうんだ け〜どさ



HPNX0026.JPG



sin と cos の 平方は 1だから

デルタは 1


HPNX0027.JPG





a と d の 位置になるとこを 

入れ替えて


b と c の 位置になるとこは 


マイナスを つけて



デルタ分の1は 今回は 1だから

HPNX0028.JPG




後は 計算するだけ

行列は 左は 行に

  右は 列に 掛けると
HPNX0029.JPG



こんな感じで

x、 y、を 取り出して

答え



HPNX0030.JPG





ここで

証明問題が

あったとですが


理解が 追いつかないため

たぶん 伝わらない


そこで

ひそかに 宿題に なってます

冷凍庫の方へ


どんなやつか?

連立方程式の 行列で
 

正則の時 デルタが ゼロ でないときは x、y、が 一組に 決まり


正則でないとき 

デルタが ゼロの時は

特異行列の時は

一組に 決まらない

その辺ですか



スミマセン。














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25015 大人のさび落とし 一次変換と逆行列




雨の日の スローライフの部屋


一次変換 と 逆行列

その前に

忘れてるといけないので

私が



ちょっともどって


一次変換というのは


HPNX0001 (1).JPG




こんな感じでしたよ


HPNX0002 (1).JPG




それを 踏まえまして
HPNX0003 (1).JPG


Aが 正則だから

逆行列がある

HPNX0004 (1).JPG


両辺 

左から Aインバースを掛けるでしょ



HPNX0005 (1).JPG


そうしたらさ


HPNX0006 (1).JPG


互いに 逆変換の  関係があると


HPNX0007 (1).JPG




こんな感じに
HPNX0008 (1).JPG



一次変換があって

逆変換が あるならば これを

求めよ


行列の形にして

これが 一次変換の 形だよね

HPNX0009 (1).JPG



正則行列 ⇒ 逆行列が 存在し

その時 デルタがゼロではない


HPNX0010 (1).JPG


デルタは 1/5


a と d を 入れ替えて

b と c マイナスをつけて




HPNX0011 (1).JPG



これを 一次変換の

連立方程式に書き換えれば


こんな感じかな


HPNX0012 (1).JPG




もういっちょ さ


行列の 形にして

デルタを計算して



HPNX0013 (1).JPG




デルタは 1で 0でないから

逆行列が存在し



HPNX0014 (1).JPG




逆変換で

行列の形にしたのを

連立の 形にすれば

こんなですか



HPNX0015 (1).JPG



次は


一次変換の 逆変換を表す行列を

求めよ

HPNX0016 (1).JPG



デルタを計算したら

kは 0でないから

k二乗も 0でない

こんな感じかな



HPNX0017 (1).JPG




次はさ

こんがらかりそうですが


問題を

乱筆ですが

読んでいただいて

HPNX0018 (1).JPG



Aの 行列の変換が f

Bの行列の変換が g


Aインバースは 存在し

こんな感じで



HPNX0019 (1).JPG


一様 gドットfインバース


先に 計算してしまうけど


HPNX0020 (1).JPG



gドットfインバース

は こんなかんじで


HPNX0021 (1).JPG





題意に ある変換を

二つ まとめるとじゃナイスカ



HPNX0022 (1).JPG



こんな感じになってて

この 等号は 等しいでしょ


HPNX0023.JPG





だからさ


説明不足ですが

答えの 変換は これでいいのだけれど



HPNX0024.JPG

論証の 持っていきかたは

高校生の皆様は

職員室を


一般の方は

最寄りの 数2Bを 履修してる

高校生に

お尋ねください

スミマスン














( 晴れ部屋へ 家庭菜園5F 4F 3F 2F 1 Fざっかや

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2018年07月26日

25014 大人のさび落とし 正則行列 と 逆行列




雨の日の スローライフの部屋



正則行列 と 逆行列

正則ならば 逆行列が存在し



問題ですが

HPNX0001.JPG




A 、 B 、 が 正則なのだから

Aインバース Bインバースも 存在し


なので

その 積も存在する



HPNX0002.JPG



BインバースAインバース を 

Xとすれば


この 行列を 右からかけても

左から 掛けても  Eになるならば


この Xは 
( BインバースAインバース)

ABの 逆行列だ



HPNX0003.JPG


左から

右から

掛けるでしょ


HPNX0004.JPG


Eになったから

この X は A であるところの 

(AB) の インバース

X=BインバースAインバース


としたのだから

証明できたでしょ


HPNX0005.JPG



A、B、C、で

Aは 正則

逆行列がある


そこで

Aインバースを 掛ける方法で

HPNX0006.JPG



ある行列に その逆行列を 掛けると

Eになる



ある行列に Eを 掛けるとき

右から 掛けても

左から 掛けても

ある行列になる

HPNX0007.JPG


こんな感じで

HPNX0008.JPG



ソレゾレ

証明 できたとして

HPNX0009.JPG



行列A があって

その 列ベクトルを

p、q、 とする時に

HPNX0010.JPG



Aが 正則の時

Aが 正則でないとき


x、y、の値が

(1) (2) であることを

証明せよと



HPNX0011.JPG



1行と 1列 だから

計算できるじゃナイスカ

成分を 足して


HPNX0012.JPG



行列の形にして

HPNX0013.JPG



Aが 正則の時は

Aインバースが あるので


x=y=0

HPNX0014.JPG



Aが 正則で ないならば


これはさ

Δだからさ

デルタ=0


HPNX0015.JPG



Δの計算が =0 になる様に

いじるんですよ





HPNX0016.JPG



2行目に 掛けるaをしたものから

1行目に 掛けるcをしたものを

引くと


HPNX0017.JPG



行列に 書くとこんな感じ




ad-bc=0なので

これは Δ だ〜 から さ



HPNX0018.JPG



こんなに 成っちゃって

ナタメ

x=y=0 でない


かつ

ax+by=0
を 満たす 任意の x、y、


HPNX0019.JPG


次はさ

ガッコの センセとか 

出しちゃおうかな 

な 問題じゃナイスカ


案外

一見難しそうだけど


HPNX0020.JPG



一回 解いてあれば

HPNX0021.JPG




危険だ

HPNX0022.JPG


お疲れ様です





( 晴れ部屋へ 家庭菜園5F 4F 3F 2F 1 Fざっかや

メニュウ ページ リターン    )





2018年07月25日

25013 大人のさび落とし 逆行列(2)




雨の日の スローライフの部屋



逆行列の問題で

背理法を 使って

証明する問題です


これこれと仮定するとき

で 論証を進めていき

結果が 反証になったから

仮定が 違っていた と言うもので


HPNX0001.JPG



まず Aの行列から見ていきますと

Aインバースが 存在するならば




仮定して

Aインバースを 使って

式変形して行きます



じゃナイスカ


HPNX0002.JPG




B=0になてしまったんだけど

これは

題意に 反するよ

だから

仮定が 違っていた

ナタメ

逆行列は 存在しない。


HPNX0003.JPG



次は

Pと Pインバースに 着目して

HPNX0004.JPG




単位行列になる様に


左から 掛けて


HPNX0005.JPG



P インバースが 消えて

A,B,Pだけになってですよ

A、B、は 値があるので



HPNX0006.JPG




等号が成立してるから

左右計算して

HPNX0007.JPG




左から  右も同じく

HPNX0008.JPG


これで

連立 方程式みたいに

出てきたので




HPNX0009.JPG




できるだけ 少ない文字で

表現するとさ


HPNX0010.JPG





これは

Pインバースが ちゃんと

存在してないと

困るので

( 途中の計算で 使ってるでしょ )

デルタがゼロでない
abはゼロではない


HPNX0011.JPG



今度は

逆行列が 存在しないように

xを定めよ


これはさ

いくらでも

問題が できてしまうから

試験の計算問題では

入試は わかんないけど

期末試験とかは

多分出るよね

デルタが

 0⇒ 逆行列を持たないのだから



HPNX0012.JPG




因数分解か

なつかしいなぁー


HPNX0013.JPG


次も

因数分解の問題

HPNX0014.JPG




最後は

A,B,を ゼロと異なる 2次の正方行列

とする時


AB=0 ⇒ A、B、は 逆行列を

持たない ことを

証明しなさい
HPNX0015.JPG





背理法を 使うんでした

Aインバースが 存在するならば



与式を 式変形してきますと


B=0

これは  題意に 反するので

Aインバースは 存在しない



HPNX0016.JPG




これを

使って


HPNX0017.JPG



Bの時も  同様に


HPNX0018.JPG




背理法で

結果が 仮定に 反するので

仮定が違っていた


HPNX0019.JPG




お疲れ様です



HPNX0020.JPG
台風心配だな


ここらは いつもは

割と 山が 影響して

被害がでずらいのだけれど


近く 前の シーズンの 爪痕があるし

今回は

危ないカナ



しかし

どうにも ならない

誰か バリヤ 作って


 













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2018年07月24日

25012 行列 逆行列に関して  大人のさび落とし




雨の日の スローライフの部屋



逆行列に関しまして

A= これこれ な

2×2 行列が あると です


この時に

左側から Xを 掛けて


XA=Eになる

Xと言う 行列を

もとめなさいと
HPNX0001.JPG





行列のなので

各成分を

文字で表して

X= こんな感じに すると



XA= Eになるから


計算結果が

先に出てると



HPNX0002.JPG




こないだ でてきた 

単位行列に似てますが


単位行列は 

EA=AE=A
行列の 値が 変わらない 

恒等変換



今回は

変換後が 単位行列に なるもの

XA=E




HPNX0003.JPG



XAを 計算すると

連立方程式が

出て来て


HPNX0004.JPG



こんな感じですか

HPNX0005.JPG



これはさ

必ず

こうやってじゃないからさ


計算してくでしょ


HPNX0006.JPG


Aから

dが cで表せるから



HPNX0007.JPG



これを Eに代入して

C= 5



HPNX0008.JPG



Cがでれば d=−3


HPNX0009.JPG




aは bで表せて

➀に代入すれば

b=−1


HPNX0010.JPG



a=2


これが それぞれ

Xの成分だから

行列に 書くと


HPNX0011.JPG




で XA=E となる Xはこれ


HPNX0012.JPG


今のは XAだったじゃないですか


AXを 計算してみるでしょ


xは 今出てるからさ


HPNX0013.JPG



そうしたら

AX=E

XA=AX=E

になる

このような Xを Aの逆行列という



HPNX0014.JPG




逆行列は

こんな感じで

表して



一般には 公式があるため

これで

求まります

正し ad-bc not = 0
HPNX0015.JPG





公式が 正しいか

Aを 公式に 入れて

見れば
HPNX0016.JPG



Aの逆行列が さっき 求めた

値になったでしょ



HPNX0017.JPG



このように

行列Aに Aの左から 掛けても

    Aの右から 掛けても

単位行列 Eになるものを

逆行列と言う




HPNX0018.JPG



さらに

逆行列が

存在する 行列を

正則行列という



△=ad-bc

△が ゼロでないとき 正則である



HPNX0019.JPG



これ得えらを


踏まえまして

次の 行列は 正則か


正則の時は 逆行列を求めよ

△ これは 何って 読むんだけ

デ・・ で いいのカナ?
(1)は
Δ=0 なので

正則でない


HPNX0020.JPG


(2)は


△ が 1なので

正則で

逆行列は これ



HPNX0021.JPG


(3)は

Δ=1で

正則で

逆行列は


HPNX0022.JPG





こんな感じですか


HPNX0023.JPG



次は

行列が 正則で ある

条件を求めよ


Δが ゼロでなければ

正則で

逆行列が 存在するので


HPNX0024.JPG



公式どうりに 逆行列を

求め

aは 1以外



HPNX0025.JPG



(2)は aが0以外の時

正則で

逆行列は

こんなですか


HPNX0026.JPG



これも

同様に

うろたえることなく


HPNX0027.JPG



こんな感じで

HPNX0028.JPG



次は

式変形の 問題ですが



HPNX0029.JPG



辺々 左から 

Aのインバースを 掛けるでしょ


右辺は 0で

左辺は

単位行列に 変わるとこがある

さらに 

簡単に 変化して

HPNX0030.JPG




題意よりと

今出てきた式を

足し合わせると


HPNX0031.JPG



移行したら

なったじゃナイスカ


HPNX0032.JPG




次は

証明問題2問


はじめのは




HPNX0033.JPG




Aの逆行列の 逆行列は

Aだと

証明するんですが



Aを 中心に 考えると

Aに 右から 掛けても

  左から 掛けても E


これを

書き換えて

Aインバースに Aを 左からかけても

       Aを 右からかけても

        E


Aインバースも 正則だから

(Aインバース)インバースも 存在し


(Aインバース)インバース=Bとすれば




HPNX0034.JPG



この式を

くらべて

並べ替えなおして

B=A

なったじゃナイスカ


HPNX0035.JPG





次は

2で割って

HPNX0036.JPG



さらに 辺々

左から

Aインバースを 掛けると



HPNX0037.JPG


お疲れ様 


覚え書きニュース

スマホから


世界各地で

異常気象

内は 訳ありだけど

農家なんだねー


困るんだ


悩みが ふってきたなぁー


続く。












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2018年07月20日

25011 大人のさび落とし 行列 対称行列・交代行列




雨の日の スローライフの部屋




対称行列 と 交代行列


前回 転置行列と言うのを

見たんですが


転置行列の中でも

結果が A=A’ になるものを

対称行列


結果が A=-A' になるものを

交代行列 というようで


まずは

転置行列

あったじゃナイスカ

行と 列を 

入れ替えてできるやつですよ



HPNX0002.JPG





具体的に

文字か してみると

対称行列は

こんな感じで

転置行列に 変えても 同じでしょ



HPNX0003.JPG


交代行列は
符号だけ

変わるんですよ

こんな感じに


HPNX0004.JPG



これらを踏まえまして




HPNX0005.JPG


これはさ

問題だけど

公式みたいに 覚えてしまって



HPNX0006.JPG



この形は

対称行列になると

xを 転置行列にして

係数は 変わらず

後ろの 行列を

ソレゾレ 転置したら


AはA ’ (A')’=Aで

転置したものが

元の 行列と 等しくなる

ので

対称行列である




HPNX0007.JPG

(2)は


同じ感じで

今度は

交代行列


元の行列を

転置したら

元の行列の 符号が変わった形に

なったので

交代行列である




HPNX0008.JPG


問題の意味が

少し よく見えてないので


X Y で  

対称行列  交代行列 

を 表すことにして


Aから

X  Y  を 求めてみると



HPNX0009.JPG



Xは こんなで


HPNX0010.JPG



Yは こんなですか



HPNX0011.JPG



これをさ


X  +  Y  に したら

Aになったよ




HPNX0012.JPG


つまり

A = X + Y になったと

対称行列と 交代行列を 足すと


元の 行列に なるということかな

 

HPNX0013.JPG



次は

3次の正方行列を

対称行列と 交代行列の 和で

表せと

さっきの 問題を

公式みたいに 使って




HPNX0014.JPG




その前に

Aの 転置行列を 作って

公式に あてはめると

HPNX0015.JPG




もーしわけないですが

こんな感じで


HPNX0016.JPG



焦らないよに しないと

いけないのですが

落ち着いて 書かねば



HPNX0017.JPG



次はさ

少し 苦労しましたよ

A が 対称行列

B が 交代行列であるとき

次の行列が

対称行列

交代行列 になることを

示せと


HPNX0018.JPG

訂正 C''BC ではなくて C'BC

(1)から

元の 行列の 転置行列が


元と同じならば

対称行列なわけだから



まず 元の行列の

転置をしてじゃナイスカ


HPNX0019.JPG



赤枠の 中に 転置行列の計算法則が

あるので

これを 使うと


HPNX0020.JPG



中かっこ かっこ で 

変換するとこを

かこって

転置行列の法則で 式変換するでしょ

なったじゃナイスカ



HPNX0021.JPG




交代行列の方も

元の 行列を転置したら

符号だけ 変わったものになったが

交換行列なんだから じゃナイスカ



HPNX0022.JPG


式変形で

HPNX0023.JPG


めでたく

なったでしょ

HPNX0024.JPG

お疲れ様です















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2018年07月18日

25010 大人のさび落とし 特殊な行列




雨の日の スローライフの部屋



特殊な行列と

その性質など


まずは

対角行列

主対角( 左上→右下へ)

成分が 並んでいて


それ以外は

すべて 0 な 行列

HPNX0001.JPG





図にするとこんなですか



HPNX0002.JPG



転置行列

行列Aの 1行目を  1列目に


行列Aの 2行目を  2列目に


書き換えた 行列を

転置行列と言う


記号は A’ 



HPNX0003.JPG




こんな感じの 法則が成り立って



HPNX0004.JPG




先に 成分を 足し算してから

転置すると



HPNX0001 (1).JPG






次に

転置したもの同士を

足し算すると


なったですね




HPNX0006.JPG




乗法可能な時は

こんな法則が成り立ち


HPNX0007.JPG





具体的に 数字を入れて見ると


掛け算してから

転置するでっしょ


HPNX0008.JPG




次は

転置してから

掛け算するでしょ


HPNX0009.JPG



成り立ったですね


HPNX0010.JPG


今日は

まだ出て来ませんが

逆行列


XA = AX = E

Eは 単位行列

こうなる X を Aの逆行列と言って

A⁻1


で 表す



HPNX0011.JPG




正則行列

逆行列を もつ 行列を

正則行列


逆行列を 持つ条件は

Aにおいて

ad-bc  not= 0



HPNX0012.JPG



逆行列を 求めよといったら

2次の正方行列の時に

こんな感じで


HPNX0013.JPG



逆行列を

持つ 行列を正則行列


逆行列を 

持たない 行列を 特異行列

と言う


HPNX0014.JPG



計算問題

対角ぎょうれの問題だよ

この辺は

恐れずに

計算をしていきましょう



HPNX0015.JPG




計算してくと

左辺イコール

HPNX0016.JPG



計算してくと

右辺イコール


左辺=右辺 になったから


HPNX0017.JPG



次も

計算してくと

HPNX0018.JPG



左辺イコール

中身を 先に 掛け算してから

転置すると

HPNX0019.JPG


右辺イコール

先に それぞれ 転置してから

掛け算すると


左辺=右辺




HPNX0020.JPG



対角行列同士を

掛け算した時



順序を入れ替えて 計算しても

等しく


かつ

出来てきたものも

対角行列に なってることを

示しなさいと




HPNX0021.JPG



AB=

HPNX0022.JPG



BA=


HPNX0023.JPG



AB=BA

そして

対角行列になっていると



HPNX0024.JPG




次の 3っの 行列があるときに

下の 等式を 証明せよ

ただし

iの二乗は −1


HPNX0025.JPG



これは

計算をしていって


HPNX0026.JPG



順次 同じ結果に

なることを

HPNX0027.JPG



確認できたならば


HPNX0028.JPG



いいことに しようと



HPNX0029.JPG



良いカナ


HPNX0030.JPG



次も

計算していって


HPNX0031.JPG



順次

結果が 

同じと



HPNX0032.JPG




さらに

計算していって

こちらのパターンも



HPNX0033.JPG



よさそうですね



HPNX0034.JPG




もういっちょ


HPNX0035.JPG



これは

また 後で

出てくるのかな



HPNX0036.JPG



次は

証明の 仕方が

分からなかったため

全面的に

虎 を 見ました




HPNX0037.JPG



こんな感じで

ナタメ






HPNX0038.JPG


ここら辺は

宿題の部屋へ




冷凍庫に近いと思います。

林さんは 偉い。





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