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2018年12月21日

24008  大人のさび落とし 定積分と 恒等式。




雨の日の スローライフの部屋



定積分と恒等式

任意の P、q、に対して

常に 次の 等式を

成り立たせる様な f(x)を 求めよで


f(x)は 概形が こんなです


文字が 2つ 入っています


P、q、 に対して 常にということは

何を p、q、 に入れても 良い


ということですが



HPNX0001.JPG



まず

f(x) だと 計算できないから

f(x) のとこに 与えられた式を

代入して

展開ですよ
HPNX0002.JPG



こんな感じに 展開してって


HPNX0003.JPG



定積分の 計算まで

持ってって

HPNX0004.JPG



左辺が こんな感じ

この問題は

任意の P、q、 に対して

常に 成り立つように

f(x)を 定めよ


HPNX0005.JPG




つねにということはです

P、q、 の 値の いかんにかかわらず


常に

ということで


恒等式になるです

HPNX0006.JPG




こんなでしたから

P、 q、 で くくると

恒等式の 括弧 で (  ) 


囲ってる二つが =0 になるわけで


HPNX0007.JPG



こうですから

HPNX0008.JPG




この連立 方程式を 解いて

文字が 2つ 


その関係式が 2つ

HPNX0009.JPG


a=-1


b=1/6

HPNX0010.JPG



整理すると

こんな感じで

恒等式の 考え方を 使って


2つの ( )から

連立方程式で

f(x)が 求まったと
HPNX0011.JPG



では

類題

どんな 1次式 g(x)を 

持ってきても

=0を 示せと


1次式の時は

ax + b


とか 

px + q 


とかで

表しますが


HPNX0012.JPG



ax + b


の方を使って
HPNX0013.JPG



展開して
HPNX0014.JPG



警察ですか?


違いますよ!!

ほら どっかで

あ〜 

デショ そうそう

デショ デショ



HPNX0015.JPG


ショですよ

遇関数 奇関数


与式の 軽量化

HPNX0016.JPG



軽量化の時に

aの文字は すでに 消えていて

HPNX0017.JPG



さらに 計算をしてくと

文字bも 消えてしまって


これは a,b,は

消えていて

関係できないので


g(x)= ax + b


としてますから

どんな 1次式を 持ってきても

成り立つ
HPNX0018.JPG



次は

問題の中に

任意の 1次式と

求める 1次式と


2本 1次式が出てくるため

HPNX0019.JPG



ax + b

px + q


で 1次式を 表し


この表現は 数学では

よく使います

HPNX0020.JPG


与式に どう使うかは


与式が g(x−t)

f(t) になってるので

HPNX0021.JPG


ソレゾレ


g(x) の方は

こうで

HPNX0022.JPG



f(x) の方は

こうで
HPNX0023.JPG



それを 踏まえて

与式を 計算してくと

HPNX0024.JPG


左辺を

インテグラル のなかを

展開して

HPNX0025.JPG


tについて

整理して

HPNX0026.JPG



t で 積分でしょ
HPNX0027.JPG


左辺は こんなだって

HPNX0028.JPG



右辺と 連結して
HPNX0029.JPG





ここで

P、 q、 でくくって

左辺ですね


係数を 比較 っぽく


HPNX0030.JPG



あ〜

恒等式の 公式 書いてしまったけど

ここは

係数を 見比べて


HPNX0031.JPG



こうなってたら

常に 成り立つから
HPNX0032.JPG



係数比較から

連立 方程式が出て来ましたが


HPNX0033.JPG



解いて
HPNX0034.JPG



f(x) は こうです

HPNX0035.JPG



類題

これは よく 似た形で

出る問題だそうですが

最近は どうかな


HPNX0036.JPG



まず

2次方程式 1本だけだから

HPNX0037.JPG



f(x)= で書いた 2次式を

代入して

計算するじゃナイスカ



HPNX0038.JPG


左辺

HPNX0039.JPG



右辺と 連結すると

これが 常に 成り立つんだから

HPNX0040.JPG


係数 を 比較して

Kが すぐに出て

K=2

HPNX0041.JPG


で この問題は

P、q、を 解に 持つだからさ


問題作る人が

好みそうな 問題でしょ

解と係数の関係で

HPNX0042.JPG



赤いほうを 今回使って

HPNX0043.JPG



後は

Pq が でれば

分かるんだから

HPNX0044.JPG



ここは

計算問題で


HPNX0045.JPG



求まったものをじゃナイスカ

HPNX0046.JPG



解と係数の 関係から

おこしてきた

2次式に 代入して


整理したら

こうです

HPNX0047.JPG



次も

問題作る人が

好みそうな 問題で


原点を 通り


そこでの 接線の傾きが 1で


3次関数で

任意の 1次関数g(x)に対して

常に

次の等式を 満たすように

f(x) を 求めよ



HPNX0048.JPG



恒等式を

使うと

任意の 1次式に対して

P、q、の いかんに かかわらず


この 形に 持ち込めば


f(x)側の 文字が 出てくる


HPNX0049.JPG



原点を 通るから

a から d

まで使って 

f(x) を 

表現したときに


定数項は 0

d=0


HPNX0050.JPG


x=0での



1回微分が 1だから

c=1


HPNX0051.JPG


f(x) は こんな感じの

概形で


g(x)=px  +  q とすれば


HPNX0052.JPG



与式に 入れて

展開して
HPNX0053.JPG



積分
HPNX0054.JPG



だいぶ

軽くなってきました
HPNX0055.JPG



どんな 1次式g(x)=Px + q

に対しても と言うので


P、q、 で くくって

恒等式の 考えを


使うと



HPNX0056.JPG


P、q、 の いかんに かかわらず

(  ) 内が =0 になれば



HPNX0057.JPG



b=−4


HPNX0058.JPG



a=10/3


HPNX0059.JPG




というわけで

こうです
HPNX0060.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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