∞シリーズはお楽しみいただけましたか?
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∞を1つの式で表してみた - yoshidanobuo’s diaryー高校数学の“思考・判断・表現力”を磨こう!ー
今回は,∽のような曲線を1つの式で表す企画です.
左は下半分,右は上半分(点線は気にしないでください).
各xに対して曲線上の点はただ1つだから,関数の形でも表せるはず!
実は,3つとも∽を表しています.
(1)の√部分だけ見た
y=√(1-(|x|-1)^2)
は2円の上半分の半円を合わせた図形.
その前に付いている部分は?
-2≦x≦2において
[x/2]=-1(-2≦x<0のとき)
[x/2]=0(0≦x<2のとき)
[x/2]=1(x=2のとき)
なので,(2[x/2]+1)は,
(2[x/2]+1)=-1(-2≦x<0のとき)
(2[x/2]+1)=1(0≦x<2のとき)
(2[x/2]+1)=3(x=2のとき)
です.
ただし,x=2のときは,√(1-(|x|-1)^2)=0なので,y=0となります.
これで,y軸より右側は上半分の半円,左側は下半分の半円になるわけです.
(2)a^2+b^2=0 は 「a=0 かつ b=0」という意味!
1つ目の項から得られる
(|x|-1)^2+y^2=1
は,2円を合わせた図形(前回の(2))
後半は?
|xy|=xy
となるのは,xy≧0 つまり,
「x≧0かつy≧0」または「x≦0かつy≦0」
のときです.このとき,
xy-|xy|=0
です.
これが(後半)=0を満たすということ.
それ以外のとき(xy<0)は,(後半)=2xy≠0で,この部分に図形はありません.
ということで,(2)は
(|x|-1)^2+y^2=1 かつ xy≧0
で,∽を表すのですね.
(3)は?
r=2|cosθ|
が2円
(|x|-1)^2+y^2=1
を表すのでした.
①0≦θ<π/2のときは,x≧0,y≧0の部分
②π/2≦θ<πのときは,x≦0,y≧0の部分
③π≦θ<3π/2のときは,x≦0,y≦0の部分
④3π/2≦θ<2πのときはx≧0,y≦0の部分
②④を消すのに,前に(-1)^●が付いています.
●が偶数のときは2,奇数のときは0になりますね.
[2θ/π]は,
①のとき,0≦2θ/π<1より,[2θ/π]=0 👈偶数
②のとき,1≦2θ/π<2より,[2θ/π]=1 👈奇数
③のとき,2≦2θ/π<3より,[2θ/π]=2 👈偶数
④のとき,3≦2θ/π<4より,[2θ/π]=3 👈奇数
となっていて,ちゃんと∽になってます!
ガウス・絶対値,サイコー!!
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