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posted by fanblog

2018年07月17日

25009 大人のさび落とし 行列 一次変換の合成




雨の日の スローライフの部屋

一次変換の合成




一次変換というのが

あったですよね


こんな形に 書けるやつですよ


HPNX0001.JPG



これを

一次変換と言っていて



HPNX0002.JPG



平面上の点を

位置ベクトルを 用いて表すと


この変換で

Uが U'になる


HPNX0003.JPG



こんな感じの 一次変換が

二つ以上あるときに

合成するには



HPNX0004.JPG



f 、 g、 それぞれ

行列の形に書くと

こんな感じで



HPNX0005.JPG





計算して

見れば

ちゃんと 一次変換の

形になるでしょ


HPNX0006.JPG




この時にの

一次変換を 表す行列を

それぞれ A,B,とでもすれば




HPNX0007.JPG




f ドット g



まず gで 変換してから

次に fで 変換するのだから


(AB)U になる


HPNX0008.JPG



なので

f どっと g


g どっと f は


の 合成変換を 表す行列は

それぞれ


AB   BA  になる



HPNX0009.JPG




これを 踏まえまして

問題があるんですが


U というベクトルを


f どっと g


g どっと f 


で 変換せよと




HPNX0010.JPG






一応 見えるように

式変形してきますと


まず gで 一次変換して

x’、y’


これを

今度は fで 一次変換すると


x’’、y’’



HPNX0011.JPG





 g どっと f も同じように

HPNX0012.JPG


ナタメ

これを 計算すればいいのだけれど

HPNX0013.JPG




AB   BA  を 計算して


HPNX0014.JPG



f どっと g


g どっと f


を 表す 変換の行列が

出てきたから

これに

Uベクトルを掛けると


HPNX0015.JPG


f どっと g


HPNX0001 (1).JPG



g どっと f


全然 話は ち〜がうんだけど

DOT 4 って知ってる?


きいてみただけだからさ


HPNX0017.JPG





類題

一次変換

f 、  g、 があるとき


合成変換 f どっと gで

次の 点は どこに 移るか?




HPNX0018.JPG




合成変換の 行列を計算してから



行列の掛け算は 左は 行に

右は 列にして かけて


結果は

左の行列の 行  右の行列の 列

な 行列になってですよ


左の 行列の 列と

右の 行列の 行が

数が 等しければ 乗法可能


HPNX0019.JPG



順次 こんな感じで



HPNX0020.JPG



計算練習ですよね


HPNX0021.JPG



こんな感じになりました


HPNX0022.JPG



次は

二つの 一次変換があって

合成変換を

計算するんですが


たくさん 計算してね な問題です



HPNX0023.JPG






計算して

一次変換を 表す形の

行列式に書いて


HPNX0024.JPG




けいさんだけだからさ


中身の 成分の計算は

整理したりすると


あ〜

同じに なってしまうんだなぁ〜


HPNX0025.JPG



兎に角

行列は

ふつうの 計算とは 違うとこが多い為


頭で 考えずに

手を動かして 計算してないと

不安に 成ったり


分かってる つもりが

出来なかったり



HPNX0026.JPG




計算練習は これくらいで


HPNX0027.JPG




文章問題

この手のものは

苦手ですが


この問題は

薬品を 調合して

試薬を 作ったりとか

化学畑の人は

よくやってるのか?


HPNX0028.JPG



兎も角

順番に 式化していって



HPNX0029.JPG



取り出しては

移し替え

取り出しては

移し替え


でもさ

気が付いたでしょ


理論的には ぴしゃりと行くけど

これを

手作業で

メスシリンダーとか

ロート とか使って 何回も

やってけば

どうしたって

だんだん 誤差が 大きくなるよね


研究者は

苦労してるんだよ


HPNX0030.JPG






机の上では


HPNX0031.JPG



こんな感じで

一次変換の 式が でてきたから




HPNX0032.JPG




これを

計算して
HPNX0002 (1).JPG



理論上は


HPNX0003 (1).JPG


出なんでしたっけ

どんな 行列に なるかなので


HPNX0004 (1).JPG


これでいいカナ






( 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13日

25008  大人おさび落とし 行列と確率




雨の日の スローライフの部屋



行列と 確率に関しまして


行列で 確率計算が できる

と言う ものなのですが


行って見ましょう。



HPNX0001 (1).JPG



ある都市の

通勤状態に関して

経験的に

データがあって

ある日 電車で 通勤し

その翌日 また 電車で 通勤する

確率は

3/5



或る日

バスで 通勤し その翌日

また バスで 通勤する 確率は

4/5



HPNX0002.JPG




こんな感じに

表を 見ていただいて


ある日 と 翌日の

交通機関利用確率は

図のように なっている





HPNX0003.JPG



P二乗を 計算するでしょ




HPNX0004.JPG



行列の 積は 

左は 行に    右は 列に



HPNX0005.JPG




P二乗が出て来ました



HPNX0006.JPG



くどいようですが

こんな感じに

表の 成分を

二乗した結果ですが




HPNX0007.JPG




問題に 入る前に

確率に 関して

数1のとこを

ここでは やってないので


書いておきますが


排反事象



HPNX0008.JPG




和事象   積事象


HPNX0009.JPG




確率の 加法定理

一般的に


HPNX0010.JPG




一般 な時に対して

排反 な時の

加法定理



HPNX0011.JPG



条件つき 確率



HPNX0012.JPG



独立事象と  従属事象



HPNX0013.JPG



これは

独立 を意味します




HPNX0014.JPG




分かりずらいかな

徐行してね


HPNX0015.JPG




Aの起きる 確率で

Bにの起きる 確率に

影響が出てしまうとき


従属事象



HPNX0016.JPG



確率の

乗法

従属の時



HPNX0017.JPG




確率の乗法

独立の時


HPNX0018.JPG



独立試行の確率

公式




HPNX0002 (1).JPG




0の 階乗は 1

話を 元に戻して



HPNX0020.JPG



問題ですが

電車で 出勤した 翌々日に

電車で 出勤する確率は


どの成分か?



HPNX0021.JPG




或る日

電車で 出勤し


その行を 見るでしょ


翌日 電車 3/5  バス 2/5


翌日は

バスでも 電車 でも 良いんですが


或る日は 電車 でないとだめなんです


そこで


或る日が

電車の 1行目

×


になって


二乗してるので

後ろ ( 右側 )から 掛ける行列の

列は

じつは


翌々日電車に 乗る確率列 と 翌々日バス列


HPNX0022.JPG




赤の斜線の 掛け算が

できてくる 行列の

1行1列目


HPNX0023.JPG




行は ある日 電車に乗る確率


列は 翌々日 電車に乗る確率



HPNX0024.JPG




計算結果は

11/25




HPNX0025.JPG



これは

同じ 類ですので

答えだけ



書きますが



HPNX0026.JPG




それを 踏まえて

自信が 本物か


今の問題で

( 上記の問題で )



HPNX0027.JPG




バスで 出勤した 翌々日に

電車で 出勤する 確率を

求めなさい



HPNX0028.JPG




表の 見方が

見えてくると



HPNX0029.JPG



行列計算が

これでいいんじゃなくって


になってですよ


できたときは

デショ



出来なかったときは

だからさ

これでいいんじゃなくってさ



HPNX0030.JPG






ある日と その翌々日が 問題で

その間は

どちらでもいいから




HPNX0031.JPG




或る日は
 
バスだけど




翌々日は

前日 ( 翌日 ) 電車で 電車 組みと


前日 ( 翌日 ) バスで 電車 組の


二通り


計算すると

こんなですか


HPNX0032.JPG




次は

天気予報の 問題ですが


気象庁は

たくさん データ持ってるから

こんな感じの もっと 複雑なことを

コンピュータに 計算させてるのかな



HPNX0033.JPG



今日が 晴れで

三日後が 晴れの確率


明後日と 三日後は 違うので

よく考えて

見ると


Pの 3乗カナ



HPNX0034.JPG




いきなりは

大変なので

Pの二乗を計算して


HPNX0035.JPG




こんなですか


HPNX0036.JPG




二乗だと

翌々日で

二日後 まで


二日後は どっちでもいいけれども


今日は 晴れでないといけない


HPNX0037.JPG




さらに 右から Pをもう一回掛けて

Pの3乗

なのだけれど


今日が 晴れの 従属成分は

1行目


掛ける 列は 三日後が晴れのせいぶん



3/4は 2日後が 晴れで 晴れの時

2/5は 2日後が 晴れでなくて 晴れの時


HPNX0038.JPG




成分を 抜き出して 計算すると

1011/1600  が こたえ


HPNX0039.JPG





通分するときに


最小公倍数で

分母を 揃えますが

めんどうだったので

電卓を ガンガンたたいて 計算し

やくして


答えを 出しました



最小公倍数の公式は こんなでしたか



HPNX0040.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07日

25007 大人のさび落とし 行列 単位行列




雨の日の スローライフの部屋


単位行列に関しまして

E= で 書いてあるのは

2次の正方行列ですが

この行列を

単位行列と言っていて


特徴があるようです


ナタメ

問題


HPNX0001.JPG




左から

Aに 単位行列を

掛けるでしょ


行列の掛け算は

左は 行に   右は 列に

して


掛けてきますと

EA=A




HPNX0002.JPG




行列の掛け算は

一般的に

AB 等しくない BA


なのだけれど

今回は

今度は

Eを Aの 右からかけると


AE=A



HPNX0003.JPG



単位行列は

同次の正方行列の場合

AE=EA=A


HPNX0004.JPG




平面上の 座標は

行 ベクトル や


列 ベクトル で

表されますが



平面上の ベクトルは

乗法は 片側 だけで



HPNX0005.JPG



一般に

単位行列は


こんな感じの 正方行列です



HPNX0006.JPG





Eを 2次の 正方行列とすれば

結果は

同じベクトルに

対応 するので


恒等変換 と言う




HPNX0007.JPG




E= これこれ

J= これこれ の時


次の問いに 答えなさい



HPNX0008.JPG



これは

後で 出てくると


思われますが

けっこう 大切な ものらしい


Jの 2乗を 求めなさい

ーE になっるっていうので


計算してみますと



HPNX0009.JPG



係数を −1 を くくりだすと

なりましたよ



HPNX0010.JPG





次は

行列は

分配の法則が 使えるので

分配の 法則で

展開して

ソレゾレ

かけあわせて


HPNX0011.JPG



順番に

掛けてくじゃナイスカ




HPNX0012.JPG



結果的に

はじめから

少し

計算結果を

係数だけ  かけた 形に

できるのだけれど


見える形に

実証してみてですよ




HPNX0013.JPG






因数分解

などいたしますと


HPNX0014.JPG




実数同士の演算は 実数の範囲なのだから


aE+bJ の 要素である


HPNX0015.JPG




次は

今のが できたんですから

楽勝ですよね


( ほんとは 結構 大変でしたが)


ライバルが いるときに

心理作戦で

蹴落とす人も いたでしょ


勉強してると

あー べんきょうなんかしてる〜

遊ぼうぜ


ところが

奴は 今度 何を やってるのかと

行ってみたところ


ノートを見て

猛勉強していた

はめられた〜〜〜〜


気が付きましたね

ダメだよ


勉強しなきゃ


この〜〜〜
HPNX0016.JPG




成分で

計算しようかと

思ったんだけど


HPNX0017.JPG




これは

そこまでしなくても いいカナ



HPNX0018.JPG



与式を

順次

計算して

組み立てると





HPNX0019.JPG




どんどん消去されて



証明完了


HPNX0020.JPG




次は


問題を 読んでいただいて


HPNX0021.JPG




次の (1)

   (2)


に答えよ



HPNX0022.JPG




解と係数の関係は

そこかしこに 出て来ますため


これはさ

数1で でてきたんだけど


理科と違って

数学は

連続で考えて

いただかないといけないため


与式を 展開 、整理したものと


HPNX0023.JPG




解と係数の関係から

起してきた 


方程式が

同値になるのだから

係数比較法で



HPNX0024.JPG




α+β 


αβ

へてから

(1)を

展開して行くと

HPNX0025.JPG



α+β 


αβ


のとこに


a+d


ad-bc


を 代入して


HPNX0026.JPG




4分の3を 因数分解で

まとめて


因数分解- bcE



HPNX0027.JPG




左辺を

因数分解の部品ごとに

計算してじゃナイスカ


HPNX0028.JPG



二つ

行列になったとこで



HPNX0029.JPG



全部  計算したら


HPNX0030.JPG




掛け算は

左は 行に   右は 列に

掛けて


出てきたものの

引き算は


成分 どうし 個々に

引き算してきますと


HPNX0031.JPG





ゼロ


HPNX0032.JPG



ナタメに

(1)は 0


(2)

を しめす ときに


問題文に ないものを

一つ 追加で

作りたい


HPNX0033.JPG



Pが 少しいじると


こんな感じになるので



HPNX0034.JPG



新たに 作った C 行列を

使って


B + C =( α +  β )E




HPNX0035.JPG



CB=BC=BCE


BC = ( αβ  )E


HPNX0036.JPG




等式の 証明なので

左辺引く 右辺 =

これが 0 になれば いいのですが


行ってみましょ

P は A-C になったから

代入ですよ


HPNX0037.JPG




さっき作った


C+B  CB に

α  β の 入った式を


代入して


因数分解して




HPNX0038.JPG



この結果は

(1) で 証明済みな

=0 なので

左辺―右辺=0



HPNX0039.JPG




残りの も

同じく

計算して


左辺引く右辺が

因数分解で


(1)の結果になって

(1)の結果は =0



HPNX0040.JPG


こんなんでいいカナ





( 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03日

大人のさび落とし 25006     行列の積(2)




雨の日の スローライフの部屋



行列の積(2)

今回は

乗法の 結合法則

分配の法則が

行列では

使えるのか


検証してみるべく

等式の証明です


行ってみましょう




HPNX0001.JPG




乗法の結合法則から

左辺 右辺を

別々に 計算して

イコール になるか 見ていきますと


HPNX0002.JPG




今回は スローモーションを

使わずに


こんな感じで

成分ごとの 計算を

やってしまって

HPNX0003.JPG



左辺は これ



右辺はと

・・・・


同じように


結合法則に従って

計算してくでしょ


HPNX0004.JPG


行列の積は

前側を 行に 後ろ側を 列に

して

掛けるんでしたよ
HPNX0005.JPG


右辺が 出たとこで

さっきの 左辺と くらべて

イコールナタメ

これは 使えるなと

HPNX0006.JPG

分配の 法則も

同じ

問題で

行ってみますと



左辺イコールで

・・・


HPNX0007.JPG




左辺は こんなか

HPNX0008.JPG


右辺も

足し算の ときは

成分同士を

足すんでしたよ



HPNX0009.JPG




さっきの 左辺と イコールなので

分配の法則も 使えると



HPNX0010.JPG



以上のことより

行列では

乗法の結合法則

分配の法則が 成り立つ

また

零行列は

右から かけても 左から かけても

Aという 行列を 0にしてしまう



HPNX0011.JPG





代数では  ありえないのですが

Aが 0でない

Bが 0でない

でも

ABを 掛けると 0になる

こういった A、B、を 零因子


といい



また

AB=0 から

代数の時の様に

A=0  または  B=0 は

導けない
HPNX0012.JPG



零因子の問題

実際に

計算して

見ますと

HPNX0013.JPG



なったじゃナイスカ


HPNX0014.JPG



次はさ

少し コツがいるのかな


行列を 求めるのですが

題意どうりに


式を書いて



HPNX0015.JPG





そこから

連立方程式が 


HPNX0016.JPG




4本出て来て

できるだけ

少ない文字で

表せるように

やってくと



HPNX0017.JPG



こんな感じ


HPNX0018.JPG





次も

要領は 同じですが

ダイジョカナ


HPNX0019.JPG



連立が








HPNX0020.JPG



4本

HPNX0021.JPG



できるだけ

少ない文字数で

表現して

HPNX0022.JPG


こんな感じ
HPNX0023.JPG



次は

証明問題


HPNX0024.JPG



まず

行列の計算をして

見て


おいとくでしょ


各成分は こちら


HPNX0025.JPG




zの式を

良く見ると

yを 代入できるので


代入して

HPNX0026.JPG



通分して


整理して





HPNX0027.JPG




xについての 1次式に して


良く見たら


成分の

a2 b2 c2 d2


が 代入できるから

代入したら


HPNX0028.JPG




めでたしめでたし



HPNX0029.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02日

25005  大人のさび落とし 行列の積(1)




雨の日の スローライフの部屋



行列の積

まず 行列には 積が 可能な時と

積が不可能な時がある


そこを 調べて

積が可能ならば

AB 、BA  を 求めなさいと


HPNX0001.JPG


横の 並びが 行

縦の 並びが 列


なので

Aは 2行3列


Bは 3行2列


行列の掛け算では

前の行列 後ろの行列

前の列の数と 後ろの行の数が 等しいとき

積 掛け算が 可能で

その結果は

前の行列の 行   後ろの行列の 列

に なる

HPNX0002.JPG



A に 右から B を 掛けるのは

乗法可能で

出来上がった 行列は

2行2列になる


HPNX0003.JPG



今回は  AB も BAも

乗法可能なので

ソレゾレ

もてめていきますと


HPNX0004.JPG



行列の掛け算の時は

前の行列は 行に 後ろの行列は 列に

して

掛け算を 行い

こんな感じで

成分ごとに

やってくでしょ



HPNX0005.JPG



パラパラ マンが見たいに

少しづ

変わってるでしょ

スローモーション 描写ですが



HPNX0006.JPG




AB が でたので


今度は

BA

なんで こんなことするのかと言うと


行列は

一般的に  A  B  が 乗法可能な時

AB not = BA

HPNX0007.JPG



実際に 計算を

さっきみたいに

進めてくと


HPNX0008.JPG



パラパラ 漫画みたいに

アスラリスクが 少しづつ

埋まってるでしょ



HPNX0009.JPG






HPNX0010.JPG




AB と BA が 求まった時に

値が 異なると


これが 一般的な場合です



HPNX0011.JPG




行列は

普通の 掛け算と 違うんだね


この

へんてこな 掛け算

得意なのは 誰?

それはね

スーパーコンピューター


ちなみに


AB = BA になるときは

可換っていうんだって

かいちゃったけど

かかん


あかでんわ コスって見ても あかでんわ


たしょうは でるカナ。


HPNX0012.JPG



行列の 乗法は

AB が 存在しても

必ずしも BAが 存在するとは 限らず

例は こんな感じで


HPNX0013.JPG


それを 踏まえて

計算問題

乗法が 可能ならば

AB  BA を 求めなさい


これって アバかな

今も 有名だよね

かつての スーパーグループ




HPNX0014.JPG


ABの方だけ

乗法が 可能なので

そっちだけ 行ってみますと




HPNX0015.JPG




2行2列 × 2行3列は


2行3列になって


答えは これです。


HPNX0016.JPG




次も

乗法が 可能ならば

AB  BA を 求めよですが


HPNX0017.JPG



どちらも

2行2列の 正方行列なので

乗法 可能で

できてくるものも

2行2列



HPNX0018.JPG





前を 行に   後ろを 列に

掛け算をしてきますと


HPNX0019.JPG



ABは こんな感じで


HPNX0020.JPG




BAも 乗法可能ですので

行ってみますと


普通の 掛け算とは 違い

行列の掛け算なので

一般的に

× 方向が 違うと



HPNX0021.JPG




値が 変わってくる 


HPNX0022.JPG





計算問題

あれ


これできるの?


行列の掛け算は

前の行列の列と

後ろの行列の行の

数が 同じ時 乗法可能でした



HPNX0023.JPG




これを 掛けると

1行2列に なって出てくることを

先に 確認いたしまして


こんな感じに


HPNX0024.JPG





簡単でしょ



だから

少し 難しくして

これで度

4乗



HPNX0025.JPG



二乗 二乗の掛け算にして

掛けるときに
 
掛ける 向きが 変わらないように 


掛け算をじゃナイスカね



HPNX0026.JPG



二乗を 計算しておいて

代入して


HPNX0027.JPG




計算してくでしょ


HPNX0028.JPG




指数の 計算とかは

だいじょですか

確か こうだったですよ


HPNX0029.JPG



指数はさ

一番 錆びやすく

一番 出て来ますため

数学の感が 鈍ったら

指数計算

ログ計算

三角関数

・・・




HPNX0030.JPG




次の 行列の積を 求めよ


HPNX0031.JPG




n=1

n=2

n=3

これくらいやってみて


HPNX0032.JPG



兎に角

データを とってきてですね



HPNX0033.JPG




3っで いいかや

HPNX0034.JPG



物理や化学などの 自然科学では

若干の 実験や 経験から

法則を 導きだす

推理法 数学的帰納法が よくつかわれるが

新しい法則や

性質を 発見するには きわめて

有効であるが  得られた 法則や

性質が

必ずしも 真である という保証は ナイ



HPNX0035.JPG




ともあれ

数学的方によって



HPNX0036.JPG




成分を 成分ごとに 調べ

こんな感じですか

HPNX0037.JPG



最後は

A B 二つの行列があってですよ

赤枠の中のしきを 証明するんですが




HPNX0038.JPG



まず 部品を 作っておいて



HPNX0039.JPG



部品ですよ



HPNX0040.JPG



部品
HPNX0041.JPG



部品


HPNX0042.JPG




これだけ 部品を それえておけば

さっきの 赤枠の中の

上の式から

左辺=


HPNX0043.JPG




左辺は こんな感じで


HPNX0044.JPG




右辺=

HPNX0045.JPG



こんな感じで

左辺 と右辺 等しくない




HPNX0046.JPG




さっきの 赤枠の中の下の式は

左辺は 同じ


右辺=

HPNX0047.JPG



部品を拾ってきて


こちらは =になったと

















HPNX0048.JPG




お疲れさまです。



( 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06月11日

2B7012 和を積に(1)三角関数  大人のさび落とし




雨の日の スローライフの部屋

三角関数で

和の形を 積の形に


な とこを やってます


HPNX0001.JPG



シン たす シン は 2シン の 子

シン ひく シン は 2コスシン

コス たす コス は 2コスコス

コス ひく コス は ひく2シンシン


HPNX0002.JPG



だからですよ

計算するんです


今回は 何となく やってますが


二つづつに するでしょ

HPNX0003.JPG



そうしたらさ

共通因数が あるので


cos Θ


これでくくって

2もつけてくくって


HPNX0004.JPG



かっこの 中だけ 先に 計算すると

HPNX0005.JPG





全部かけると

こうじゃナイスカ



HPNX0006.JPG




次はさ 

3つ 並んでるので

どっちから 行きますか という話で


プラス マイナスが


狂わないように

かっこで 囲って


足し算にして


HPNX0007.JPG



括弧の中を 先に やってしまうと


HPNX0008.JPG



うまく 行くじゃナイスカ


これで いいことにして



HPNX0009.JPG




次も

公式の 計算練習で

こんな感じ


HPNX0010.JPG


これはさ

因数分解の ときに

組み合わせたみたいに

HPNX0011.JPG


考え方だけ



個々に 公式に 入れるでしょ

そうすると


共通因数が 出てくるから


くくって


HPNX0012.JPG



かっこの 中を 計算して




HPNX0013.JPG



整理したら こう

たらこう〜


HPNX0014.JPG




今のがさ

少し 複雑になると

こんなで

怖気ずに



おーじーけい 兜も よろしく



HPNX0015.JPG





殆ど 同じなんですが

HPNX0016.JPG


こんな感じで


HPNX0017.JPG



ちょっ と ねー



HPNX0018.JPG


コサインの さん連で

これもね

数を こなしていくと

ひらめきが 速いらしいですが


HPNX0019.JPG



二つを 一つに 足してくんですが


HPNX0020.JPG



ここで

もう一回 やると

コサイン90が0だから

積の中に0があるので





HPNX0021.JPG



しかし

解答は

ここでは

補角の公式から

持って行ったよです


この方が すっきりだよね


HPNX0022.JPG



次は

下は ブランコ 上は 算数なんだ?


みたいに

分母と 分子で

公式を 

和を積 積を和 で

使ってみますと


HPNX0023.JPG




分母は cos 20

HPNX0024.JPG





分子は

1/2 cos 20


HPNX0025.JPG




1/2
HPNX0026.JPG




計算問題

コサイン サインの

2乗が でたら

コサインの 倍角の公式で

部品を 作るとよく




HPNX0027.JPG



こんな 部品ができてきて


HPNX0028.JPG




これに 当てはめてくと


HPNX0029.JPG




1/2 でくくって


HPNX0030.JPG




後ろ側に 2回 公式を

使ったら

こんな感じで


HPNX0031.JPG




次は

これこれの時

これこれを

α 、 β 、 で 表せ



HPNX0032.JPG



因数分解でしょ

ソレゾレに

公式

和を積を 適用して

HPNX0033.JPG




今度は 逆か?

もどったら どないするんや


そこで

掛け算だからさ



HPNX0034.JPG





順番を 入れ替えても 同じだからさ



( 行列の時は 特別な場合を除き そうは いかないのですが )

積を 和にな公式を使うと


sin(x+y) sin (x-y)

が 出てくる


HPNX0035.JPG



無事 こんな感じで



HPNX0036.JPG






次がですよ

悩みがあったんだけど

手を 動かしてたら

出来てしまって


公式で

和を積に


HPNX0037.JPG



倍角になってるので

倍角の公式を 使って

(x+y) (x−y) にすると





HPNX0038.JPG




α 、 β 、 を 入れて

残りは

cosは

作るでしょ





HPNX0039.JPG



平方の公式から

起してきて


平方根

HPNX0040.JPG



ここで

条件が 登場して


HPNX0041.JPG




平方根は プラスの方


HPNX0042.JPG




どっちも プラスの方



HPNX0043.JPG



途中まで来てた式に

代入して

こんな感じで






HPNX0044.JPG



お疲れ様です




追伸

最近 歯のかみ合わせを 見ていただいたところ

2日目あたりから





おおお

腰痛が かなり 改善いたしました

いままでの 腰痛を 20とすると

現在 3くらい

感謝しております


せんせ ありがと。



( 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06月08日

2B7011 大人のさび落とし 積を和の形に 三角関数




雨の日の スローライフの部屋


積を 和に

な 公式


こんな感じで


HPNX0001.JPG



このなかの

一番上を 一個取り出して

導き方ですが



加法定理というのが

あったじゃナイスカ

式の 右辺に 着目していただいて





HPNX0001 (1).JPG




加法定理から

作り出した 値を 使って

右辺の かっこ のなかを 作るでしょ

順序を 入れ替えて


HPNX0002.JPG



α+β=A  α−β=B


とすれば

式の 右辺は こんな感じに




HPNX0003.JPG





A+B   A-B を 計算して

そこから

α 、 β 、 を 導きだすと

2分ので A+B と A-B



HPNX0004.JPG




これらを

元の式に 代入した図が

こんな感じになってて

積→和

積←和


HPNX0005.JPG



和を 積に 変える式は

シン たす シン は ニ シン の コ

シン ひく シン は ニ コスシン

コス たす コス は ニ コスコス

コス ひく コス は ひくニ シンシン



HPNX0006.JPG





これはさ

なんか 違うとこにも よく出てくるけど

そのわりには

どこだったかな?

あれ?

HPNX0007.JPG



点Pを (a,b) と してですね



HPNX0008.JPG



2点間の距離の公式から

OPを 出すでしょ


OPが x軸となす角を αとする時


sin α   cos α

を 求めて



HPNX0009.JPG




式変形から  a,b,


の 値を だしておいて

代入ですよ


HPNX0010.JPG


加法定理の形に 整えて

適用すると

こんな感じに


HPNX0011.JPG



それでは

いきなりに近いですが


計算を 行ってみましょう


掛けるんだよ

公式 しってても

少し やだよね


いくんだ!!


一歩ずつ



HPNX0012.JPG


説明が ややこしいので

順番に 公式に 代入してきますと

で 省き解説に するとじゃナイスカ



HPNX0013.JPG



あのですね

ここは

字が 汚くて もーしわけないのだけれど

指で 確認しながら

追ってきますと



HPNX0014.JPG


こんな感じで



HPNX0015.JPG



二乗が でたときは

コサインの 倍角の公式から

部品を 作るんだって


HPNX0016.JPG




平方則とか つかいながら

式変形して行って



HPNX0017.JPG



コサインの二乗が こうだから

ここに 個々に 代入して



HPNX0018.JPG




部品が そろったから

与式から

式変形してきますと


HPNX0019.JPG


兎に角

ここのところは

実際に

手を動かして

計算していただかないと

分かんないと思います



HPNX0020.JPG




足跡が そこかしこに あるですが


HPNX0021.JPG



加法定理は とにかく よく使います


HPNX0022.JPG




公式を 知ってたら 怖く無いでしょ

HPNX0023.JPG




だいぶ 簡単に なってきたから

一緒にして

しゃしゃ

シャシャ







HPNX0024.JPG





次の計算も


積を和にする公式で

地味ちに すすんで


HPNX0025.JPG




今度は

後半の 積を和



HPNX0026.JPG


ダメかな な時

ちゃんと 消去できるんだけど


これは

もんだいを 作った人が

解けるように  作ってあるため


HPNX0027.JPG



うまくできてるよね



HPNX0028.JPG



なため

問題は 作った人がいる以上

解けるんだと

信じて 前進じゃナイスカ


HPNX0029.JPG




だからさ

問題を

多くこなしてると


これは どこかに もう半分が

隠れてるかなとかさ


HPNX0030.JPG






ほら見― みたいに

うっかり 独り言を 言わないように

きおつけながら


HPNX0031.JPG




これなんかど

数値か できるとこ直して


HPNX0032.JPG



順々に



HPNX0033.JPG





あれ

やり方

まちがったかな


消えなくなっちゃった

HPNX0034.JPG




すみません

本来 ここは 積を和なんですが

公式 してるから

和を積で

やっちゃうと


答えは あってるようですが


HPNX0035.JPG




証明問題

左辺から


HPNX0036.JPG





加法定理は よく使うんですよ


HPNX0037.JPG




式変形をして


HPNX0038.JPG



うまいこと

3倍角の公式に なってくれたので




HPNX0039.JPG





こんなカナ


HPNX0040.JPG



次はさ

計算を 間違わないよに

始めに

コサインの 二乗の値を

倍角の公式から

作っておいて



HPNX0041.JPG




そこに Θ と (α+θ)を

代入じゃナイスカ


HPNX0042.JPG



これで

はじめから 2項目までは

式変形ができてて


3項めは

後半のΘの入った方を

先に 積を和の公式で



部分的に 計算するでしょ


HPNX0043.JPG




元の式に

代入して

HPNX0044.JPG




提灯をしてしまったな


HPNX0045.JPG




整理したら

ずいぶん軽くなって




HPNX0046.JPG




しかし

残ってるのでした


ところがさ


これが

うまくできていて













HPNX0047.JPG

おつかれさま〜〜〜〜〜。







an style="font-size:large;">( 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06月06日

2B7010  大人のさび落とし 3倍角の公式利用の証明問題




雨の日の スローライフの部屋



3倍角の公式利用の 証明問題




式の へ変形は

複雑な 形から  →   簡単な 形へ

ナタメ


左右を 比較いたしますと

左 が 簡単で

右が 複雑な感じですか


HPNX0001.JPG


そこで

右辺=で
始めて

左辺に行く形で

行ってみましょ



HPNX0002.JPG




三角関数の式の計算は

sin cos でやれと



言う分けで

タンジェントを

コサイン分のサイン





HPNX0003.JPG




通分して


コサインの 3乗分の 3乗で


1と同じ値を 作って


掛けておいて

分母を 約すと



HPNX0004.JPG




一段 減ったでしょ


ここで


3倍角の公式と 見比べてみますと

少し 似てるとこがあるので




HPNX0005.JPG





式を 値が 変わらない 様に 

いじって



HPNX0006.JPG




整理したら


うんまく 出来てますよね


公式が そのまま使えて


HPNX0007.JPG





これは タンジェントだから

めでたく 右辺


HPNX0008.JPG



今の 証明は

複雑な形から  簡単な 形に


だったんですが


加法定理でも

証明できるため


ねんのため

そっちの方も 見てきますと





HPNX0009.JPG





加法定理の

タンジェントがあるじゃナイスカ


HPNX0010.JPG



3Aを 2A+Aで 考えて




角が Θ に値するとこが

3θ から Θに 向かってますので

この式の中の

2θな ところを

倍角の公式で

Θに していく的に 行ってみますと




HPNX0011.JPG




倍角の公式で

代入してくでしょ


かっこのところ





HPNX0012.JPG




整理して


= 右辺



HPNX0013.JPG




次のは

複雑な式を 簡単な式に


な方針で

進んできますと



HPNX0014.JPG




左辺の方が 複雑だから

左辺イコールで


まず

3倍角の使えるとこを

公式を 代入して行って



HPNX0015.JPG



かっこを 外して 整理して

しゃ しゃ


HPNX0016.JPG



くくって

そしたら

かっこ のなか身が

コサインの 倍角の公式と同じだから




HPNX0017.JPG




cos2A



その前の sinA・cosAは

sinの 倍角の公式から

少し いじって



HPNX0018.JPG




式変形したものを

代入してきますと




HPNX0019.JPG




めでたく 右辺


HPNX0020.JPG




次は


3倍角の公式を

代入して




HPNX0021.JPG



かっこを 外して

整理するでしょ



HPNX0022.JPG



因数分解の 3乗の公式だよね




HPNX0023.JPG


因数分解して

くくれる とこ くくって



しゃ しゃ




HPNX0024.JPG




ここから


sinの 倍角の公式を いじったものを

入れると


HPNX0025.JPG





右辺


HPNX0026.JPG




んん〜


だいじょかや


HPNX0027.JPG




3倍角を 入れて見ましょう


HPNX0028.JPG




かっこの 中身を 整理して


分母の 括弧の中を さらに くくって



HPNX0029.JPG




半角の公式を

少し いじるでしょ


HPNX0030.JPG




こんな感じに

したのを

代入して



HPNX0031.JPG




整理して

HPNX0032.JPG




それから

分子の  2xを xになる様に

cosの倍角の 2乗で 考えて


HPNX0033.JPG




平方式からの 変形を 代入して

しゃっしゃ シャッシャ
HPNX0034.JPG



cos2乗分のは  sec二乗



HPNX0035.JPG



これはさ

ちょっと大変だよな

コーヒーを 





虫が はいって シマッタ

水に 飛び込む むしは

きおつけた方がいいので

飲んではいけませんよ


洗ってくるね


嫌な ニュースが 近所にあるらしく

クマが 出たと

こないだ


楽しみが


減っちゃうだろ

何とかしてくれ


HPNX0036.JPG



3倍角の公式を

書いてですよ


少し 加工してですね



HPNX0037.JPG




加工したものを

与式 左辺に 代入し

逐次 展開

HPNX0038.JPG




360度は 一週 

コサインの 負角は コサイン

加法定理 コサインの プラス と マイナス


HPNX0039.JPG



加法定理は

こうだよね



HPNX0040.JPG






少しづつ

冷静に ぜんしんしてって


HPNX0041.JPG



少し 軽くなって



HPNX0042.JPG




また 軽くなって

出来たと



HPNX0043.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05月31日

2B7009 大人のさび落とし 等式の証明 半角 倍角 の 公式利用。




雨の日の スローライフの部屋





証明問題 

倍角 半角 の 公式利用



次の 等式を証明せよ


半角の 公式の右辺に 似た かたちだから


HPNX0001.JPG



ちょっといじれば ちょっといじれば

こんなじゃナイスカ




HPNX0002.JPG



でも まだ sinΘがあるから

2分割して

今度は 加法定理で



HPNX0003.JPG



掛け算だから

順序を 入れ替えても 変わらないからさ


( 行列の掛け算は 特別な 場合を 除き 変わってきますが )


ややっこしくなったから

お茶を


コーヒーか




いま 加法定理で

加工したものを

代入してじゃナイスカ



HPNX0004.JPG




しゃっしゃ シャッシャ と 消して

タンジェント


HPNX0005.JPG




次のは

これはさ

いきなり 左から 右に ならないので


左は


右は で 証明してきますと


左辺は


HPNX0006.JPG



倍角に したとこを 代入して

これがさ


かっこ 二乗の 化け姿に なってるので



HPNX0007.JPG



整理計算して

sin x + cos x

右辺は

sinの 加法定理で

展開してきますと



HPNX0008.JPG



加法定理のとこだけ

先に 計算するでしょ







HPNX0009.JPG




ナタメ

やっぱし

計算整理して

sin x + cos x


なので

左辺 = 右辺



HPNX0010.JPG




これでいいのだ


HPNX0011.JPG




次は

左 中 右 とあるので

中辺=

右辺= で

持ってくと


HPNX0012.JPG




分母は 

半角の公式


分子は 加法定理

左辺と 同じに なったよ


HPNX0013.JPG



右辺は

今の ひっくり返しで



むかしむかし

浦島は

かめ かめ ひっくり返し

かめ かめ ひっくり返し

助けた かめに 連れられて

冗談は ともかく


= 左辺と 同じなので



HPNX0014.JPG




順でーす ちょーさくでーす 三波春夫でございます




冗談を 休み休みに・・・




HPNX0015.JPG



じゃ 今度は まじめに行くね


左辺から 見てきますと

分母に cosの半角の公式の 右辺の 分子部分が あるため


半角の公式左辺を 2倍して

1 + cos x の形を 作りだし


分母を

変形



HPNX0016.JPG



分子は 

sinナタメ 倍角の公式に 持ち込めないので

加法定理を使って





固すぎる



HPNX0017.JPG




兎に角

これらを 代入すると


右辺に たどり着きたいわけですので

3分割して


これは あれですから


HPNX0018.JPG




かっこ 二乗すると


あれになるんですから


右下の

斜線と 


左上の

斜線が

あれじゃナイスカ


だから

こーでしょ。


HPNX0019.JPG




次は






大丈夫か



心配してもらえるんだ

ありがとうございます


もーたいへんの なんのって

あなた




先に行け

jump jump

バンヘイレン jump


これはさ

だいじょかや



HPNX0020.JPG



冷静に 式を 変形して行って

コサインの加法定理で

数値かできるとこを

数値にするでしょ


HPNX0021.JPG




指数のけいさんだからさ


HPNX0022.JPG




こんな感じで



HPNX0023.JPG



分母を 展開して

平方の公式から

1が出て来て




HPNX0024.JPG




sinの倍角の公式が 使えるから

整理して


HPNX0025.JPG



コサインの倍角分の になって

掛け算だから 分割して



HPNX0026.JPG




これで良いカナ


HPNX0027.JPG



最後は

なんか 制限域が あると

どこに 使うんかな?


ま とにかく




HPNX0028.JPG




左辺から

倍角の公式で

変形して



HPNX0029.JPG



かっこの 二乗の形に 持っていけそうなんだけど


制限域で

sin A


cos Aの 値を くらべると


cos A > sin A > 0

になってる




HPNX0030.JPG



√の 中身は 0 か 正


かっこ 二乗の 書き方が 二通り ありそうだけど



HPNX0031.JPG



どっちも 

文字の 上では  同じに 見えるんだけど



HPNX0032.JPG




cos Aの方が sin Aより

おおきいんですよ


なので

cos
を 先に書いて

cos - sin の形でないと

√のなかは 0か正


左辺の ルートを 外せば

0.なんぼなんぼ


何だけど


正の値


しかし

順番が 


sin A - cos Aになってると


マイナスになってしまうので

ルートの中身は 正なので

ダメと


HPNX0033.JPG




なので


こんな感じで



HPNX0034.JPG




危ないとこよけてあるので


ミレニアム ファルコンとは

行かずとも

一気に

計算して

HPNX0035.JPG




分母 分子を 倍角に 変形してきますと


HPNX0036.JPG




めでたく

右辺


HPNX0037.JPG




むかしはさ

教科書の隙間に

落書きがありませんでしたか


バイクに 乗ってきました

くらっちワークは 肝心で











HPNX0038.JPG

ようつうばー yo u tu b er




youtuber

のみなさまに 知恵を 

お借りしてお勉強しております







( 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05月26日

2B7008   大人のさび落とし 3倍角の公式( 三角関数)




雨の日の スローライフの部屋


3倍角の公式

いきなり 行ってみましょう


でもさ

なんでも いきなりは いけないからさ

まず 公式


タンジェントは ナイ。

でですよ


α=18度の時

sin2α = cos3αで あることを 示し

これを 利用して sin 18° を 求めよ




HPNX0001.JPG




問題は 作った人がいるために

解けるように できています


しかし

論文などを

実験で 書きあげるには

創造主に 祈り求めないと

分からないですよ




2α と 3α ヲ  いうときに

αが18°だから

2α=36   3α=54

36+54=90


ここで

余角の 公式が あったじゃナイスカ




HPNX0002.JPG



2αの方から いじってく感じなので

sin 2α= sin (5α−3α)


ここで

α=18 なので
  
5α=90

この形は  sinの 余角

sin(90-3α)= cos 3α

例の 負余補 で 表にしてですよ




HPNX0003.JPG



これはさ

そのまま 覚えられればいいけど



HPNX0004.JPG






sin2α=cos3α が 示せたので

ここから

sin αを 求めていくんですが


左辺も 右辺も  2倍 とか 3倍になってるから


HPNX0005.JPG





左辺は 倍角    右辺は 3倍角で


展開してきますと



HPNX0006.JPG





= で 結んで

左辺に 集めて


cosαで くくりだして




αは18°だから


18°の cosは >0


0ではないから

略してしまって


HPNX0007.JPG




三角方程式は

一種類に するんですよね


cosの方を

平方式からの 変形を 代入して

消去して


sinの 2次関数



HPNX0008.JPG



sinα = T とでも すれば

Tの2次関数




HPNX0009.JPG



解の公式で

Tを 出すと

HPNX0010.JPG



プラス マイナスで 出てくるんだ〜けどさ



HPNX0011.JPG




sinα=Tとしてあって

α=18°だから

sin 18°>0


従いまして



4分の √5-1 の 方が 全体で プラス。





HPNX0012.JPG



3倍角の公式は

導けるよに しておいた方が 良いそうで


2と1に 分解して

加法定理


さらに 倍角の公式を 代入して




HPNX0013.JPG




sin だけですが こんな感じで


HPNX0014.JPG





数学では

よくさ

分割が 出てくるね


HPNX0015.JPG




sin x + cos x = 0.8 の時


sin3x + cos3x の値を 求めなさい



HPNX0016.JPG



ソレゾレ 3倍角の公式で

展開して



HPNX0017.JPG





整理して

因数分解など




HPNX0018.JPG




さらに くくれるとこを


くくってですよ


HPNX0019.JPG




ここまでカナ な時


HPNX0020.JPG




3角関数は 化けるからさ

試しに 括弧二乗が どんな化け方を

してるか 見るでしょ




HPNX0021.JPG





なので

少し 

値が 変わらなように

式を いじったら


HPNX0022.JPG




これで

sin x + cos x = 0.8を 

代入できるように なったので

後は

電卓で



HPNX0023.JPG





こんな感じで




入試では

ダメだけどさ


大学とかは

定期試験のときに

電卓 持ち込み 可 

とか あるんだってね


HPNX0024.JPG




簡単にせよ

あんまり 簡単でなさそうですが


まずさ


加法定理を 知ってますので

真ん中と 右の 分母を 


加法定理で



HPNX0025.JPG




sin cosは 象限で 符号が 変わるから

チェックして


HPNX0026.JPG




右側も


HPNX0027.JPG



チェックを して



HPNX0028.JPG



分母だけの 通分をしてですよ



HPNX0029.JPG





平方の 公式とか使って



HPNX0030.JPG





で ここで

3倍角の時の 公式に 形が似てるので


値が 変わらないように

式を いじって


HPNX0031.JPG



出てきたのは  真ん中と 右の 分母だけの通分なので


それを 踏まえて

与式に 代入して


HPNX0032.JPG




3倍角を 使って 左 分子を展開して

整理したら





HPNX0033.JPG





次は

寝よっかな


すみません

更新は 一瞬ですが

半日 休みました




気を取り直しまして

HPNX0034.JPG




まずさ

3分のΘヲ 3倍したら Θになる


3分のΘヲ α とすれば  Θは 3αになる


分割して




HPNX0035.JPG




倍角の公式で


HPNX0036.JPG




あ その前に 


分割した式を

加法定理で 展開して


部分的に  倍角の公式を 代入して




HPNX0037.JPG




こんなじゃナイスカね


HPNX0038.JPG





整理して
HPNX0039.JPG




これがさ

(2+√3)tanα 何だから

tanα=xとすれば


xの 3次方程式



HPNX0040.JPG




整理して

x=0 または それに続く xの二次関数の答えが x


HPNX0041.JPG





xの二次関数の方は

x二乗= にして


HPNX0042.JPG



ルートの中が マイナスだと


まずいから


値的には プラスだけどさ

分かりやすく

マイナスを 消去して



HPNX0043.JPG




二重根号 マイナスバージョン なので


HPNX0044.JPG




確か こんなでしたよ


かっこ二乗の √ ⇒

そのまま √が 外せるけど


ルートを 外さずに 展開しても

値は 同じだからさ


二つの 結果を = で 結んで


HPNX0045.JPG






足して 7 かけて 12 の くみあわせで


x > y にしたから


HPNX0046.JPG






xが でてきたところで


tan α = x としたから


tan Θ = ( 2 + √3 ) x




HPNX0047.JPG




x=0の時


tan Θ = 0


x= プラスマイナス ( 2−√3) の時


tan Θ = ± 1



HPNX0048.JPG





こんな感じで



HPNX0049.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

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