yoshidanobuo’s diaryー高校数学の“思考・判断・表現力”を磨こう!ー

「大学への数学」執筆者・吉田信夫の数学探求ブログ(共通テスト系問題の研究報告)

色んな図形を1つの方程式で表す快感②

私の十八番,悪ノリです.

y=x^2(0≦x≦1)を1つの方程式で表そう!

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1)√を利用して

  y=x-(√{x(1-x)})^2

→ルートを2乗するとx(1-x)になるので,y=x^2と同じ式.
 でも,ルートが定義されるxしか考えられないので,0≦x≦1です!
 ちょっとズルい?

2)絶対値を利用して

  |y-x^2|+||x|-x|+||x-1|+x-1|=0

2つ目と3つ目の項では,| |の中の符号が違います!

  |a|-a=0 ⇔ a≧0

  |a|+a=0 ⇔ a≦0

を使っています.

  y-x^2=0 かつ |x|-x=0 かつ |x-1|+x-1=0

の2つ目から x≧0 ,3つ目から x≦1 が得られます!


もう1つ,対数も使ってみましょう!

  log (x-y)=log x+log (1-x)

は何を表しているでしょう?

安易に

  log (x-y)=log x(1-x)

  x-y=x(1-x)

 ∴ y=x^2

という方程式を作るだけでは不十分!
与えられた形での対数が定義される条件をちゃんと考えましょう!

  x-y>0 かつ x>0 かつ 1-x>0

 ∴ y<x かつ 0<x<1

結局,

  y=x^2 かつ y<x かつ 0<x<1

で,「y=x^2 かつ y<x」は

  y=x^2 かつ x^2<x

 ∴ y=x^2 かつ 0<x<1

と同値です.
だから,

  y=x^2 かつ y<x かつ 0<x<1

  「y=x^2 かつ 0<x<1」 かつ 0<x<1

 ∴ y=x^2 かつ 0<x<1

を表していますね!

ついでに・・・上の2)で真ん中を少し変更した

  |y-x^2|+||x|/x-1|+||x-1|+x-1|=0

は,何を表していますか?

  y=x^2 (0<x≦1)

ですね!!

やっぱり,こういう工夫は楽しい!
もう,何でも表せそうな気がしてきました(笑)

変な問題をたくさん集めた問題集.
まともな勉強に飽きた人にはオススメです.
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