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005:グラフの形状
難易度:
★★★★
レンレン
2009/04/26 19:45
座標平面上に或るグラフGがあります.次の条件を満たしています.
条件「曲線上に動点Pがあり,Pにおける接線の傾きは直線OPの2倍である」
さあ,ではこの曲線(グラフG)はどんな曲線上にあるでしょう.その曲線の式の候補の1つを求めて下さい.
[コメント]
原点に関する記述に誤りがあったので削除しました.誤表記,すみませんでした
【
最後
】
回答募集は終了しました。
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No.1
二次関数y=x^2。
条件を満たすものは一般的に
y=ax^2(aは定数)
の形で書けると思います。
ボムボム
2009/04/27 15:11
とりあえずぱっと思いつくのは…
レンレン
まぁ,正解なのですが,説明もお願いします
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No.2
条件「曲線上に動点Pがあり,Pにおける接線の傾きは直線OPの2倍である」
P(x,y)とおく。
OPの傾きはy/x(ただしx=0の場合は除外しておく)。
Pにおける接戦の傾きはyのxによる微分dy/dxと表せる。
したがって
dy/dx=2y/x
が成り立つ。
あとはこの微分方程式を解く。
(←使っていいかどうか迷っているところ。確か今は高校三年生で習いますよね?
変数分離で解けて、
(1/y)dy=2(1/x)dx
log|y|=2log|x|+C(Cは積分定数)
log|y|=log(A*x^2)(ただしA=e^C)
y=±A*x^2(xの定義域x≠0、Aは正の定数)
が求める曲線。
P(0,0)と原点Oとの直線の傾きが定義できないので、x=0の定義域を入れても入れなくてもどちらでもいいような気もします…
(個人的には曲線が不連続だと気持ち悪く思うので連続にしたいから(0,0)も含めたいですが…
あとy=0の定数関数も条件を満たす(つまりA=0)ので、最終的には
y=A*x^2(Aは実数の定数)が答えとなります。
ボムボム
2009/04/28 23:01
説明するとこんな感じです
少し使っていいかどうか迷うものがありますが…
レンレン
いえいえ,その解答を意図した問題ですから,使っていただいて構いませんよ
あと,原点を含むかどうかですが,問題の表現を変えておきます.
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No.3
y=x^2
一応、y'=2y/x みたいな微分方程式を考えて導きました。
taka
2009/04/29 17:35
ひっかけとかじゃないですよね…
まあ普通に考えれば。
レンレン
ひっかけじゃないです.それで正解です
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No.4
Y=0
(傾き0の2倍も傾き0)
「直線」も広義の曲線の一部に含んで
ITEMAE
2009/04/29 19:01
反則ねた。
レンレン
まあ,一般式から,y=0も含むことは明らかなので正解…ですね.でも,問題の意図から考えるとそれ以外の候補を選んで下さい
とりあえずナスを進呈
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No.5
レンレン
2009/05/02 12:07
回答
微分方程式です.
一般的にはy=Ax
2
(Aは正定数)で表されます.
ボムボムさんが私の意図した回答をなさって下さいました.
ちなみに,現在では微分方程式は高校では一般的には学習せず,大学入試では,それに関係或るものが東大・京大で稀に出題される程度です.
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