記憶バックアップ作戦

・2次方程式の解(その5)


  無理やり因数分解を推し進める方法です。

 

 a(X+B)2-C=0の形に変形します。

 C0の場合、C=(√C)2

  (√a・(X+B)+√C)(√a・(X+B)-√C)=0

    ∴ X=-B±√(C/a)

 C<0の場合、C=(i√|C|)2

  (√a・(X+B)+i√|C|)(√a・(X+B)-i√|C|)=0

    ∴ X=-B±i√(|C|/a)



 2+2X+2=0

(X+1)2+1=0

(X+1)2-i2=0

(X+1+i)(X+1-i)=0

  X=-1±i


  この方法は正道であり、根の公式を求める場合にも通用します。

   但し、公式など無用というワケにはいきません(制限時間がありますので)。

もっとカンタンな方法があるかも知れませんが、

  カンタンなものほど人は忘れてしまうものです。

・2次方程式の解(その6)



グラスマン数θを使う方法で、

θのn(≧2)乗はゼロという、ちょっと得たいの知れぬ数です。


Y(X)=aX2+bX+c=0 (a≠0)

Y(X+θ)=a(X+θ2+b(X+θ)+c

      =aX2+bX+c+(2aX+b)θ

      =(2aX+b)θ

Y(X+θ)=Y(X)=0とし、θずらしてもYが変化しないX値から極値が求まります。

2aX+b=0 より  X=-b/(2a)なので、

あとは2次方程式の解(その2)のやり方を踏襲します。


 6X2+3X-1=0  

 

 6(X+θ)2+3(X+θ)-1

 =(6・2X+3)θ=0

  ゆえに X=-1/4 (∵ θ≠0)

 左辺に代入して

   6/16-3/4-1=-11/8

 符号を反転し、6で割って平方根を計算すると、

  √(11/8/6)=(1/4)√(11/3)

 根: -1/4 ±(√33)/12



Cf)

グラスマン数θ1,θ2は、

{θ1,θ2}=θ1θ2θ2θ1=0  :反交換関係

を満たすので、

 θ1=θ2=θとおくと、2・θ2=0より、θ2=0となります。

・2次方程式の解(その7)


aX2+bX+c=0 (a≠0) をaで除算して

2+(b/a)X+(c/a)=0

A=b/a B=c/aとおいて

2+AX+B=0


X=rexp(iθ)を代入

2exp(i2θ)+Arexp(iθ)+B=0


exp(iθ)=cosθ+isinθより、

実数部: r2cos2θ+Arcosθ+B=0  (1)式

虚数部: r2sin2θ+Arsinθ=0    (2)式


sin2θ=2sin θcosθ

cos2θ=2(cosθ)2-1 を使う


(2)式から 2r2sin θcosθ=-Arsinθ

      rcosθ=-A/2  (r≠0 sinθ≠0)


  (1)式から

2(2(cosθ)2-1)+B=-Arcosθ=A2/2 

2(rcosθ)2-r2 +B=A2/2 

2(-A/2)2-r2 +B=A2/2 

        r2 =B


sinθ=±√(r2-(rcosθ)2)=±√(B-A2/4)

よって

 X=rexp(iθ)

  =rcosθ+irsinθ

  =-A/2±i√(B-A2/4)

  =-b/2a±i√(c/a-(b/a)2/4)

  =-b/2a±i(√(4ac-b2))/2||


三角関数の公式を記憶の片隅から引っ張りだしてみてください。



 X2+X+1=0

 実数部: r2cos2θ+rcosθ+1=0

 虚数部: (2rcosθ+)rsinθ=0

 

 rcosθ=-/2

 rsinθ=±√(1-(-/2)2)=±3)/2

 X=rcosθ+irsinθ=-/2±(√3)/2


・2次方程式の解(その8)

 キワモノ数式ソフトMaximaを使うという奥の手を示します。 数学教師からは言語同断、とタタカレそうな方法ですが、(気にしない)^2 。せっかくいいものがあるんだから使えばいいのた。

 記憶すべき事項は以下のとおり。
 (1)Maximaのインストールと起動。
 (2)コマンドsolve()の入力フォーマット、および行末の;。
 (3)シフト+リターンキーの押下。
 たったこれだけ。 いざ!

 solve(a*x^2+b*x+c=0, x);

  [x=-(√(b^2-4*a*c)+b)/(2*a),x=(√(b^2-4*a*c)-b)/(2*a)]

 こんなんが出ましたけど、覚えるのは面倒くさいし、数字を入れてcomputer計算してもらえばいい。

 例) 
   solve(x^2+3·x2=0,x);

[x=-(√(17)+3)/2,x=(√(17)-3)/2]



CF)  T:数学教師

  S:生徒

T:「君がもしも電気のない無人島に流されたとしたら、この方法は通用しない。」

S:「はぁ。」

T:「私は、紙と鉛筆だけで計算できる方法を教えているわけだ。」

S:「でも、無人島には紙も鉛筆もないでしょ。」

T:「砂と君の指があれば十分だよ。」

S:「そんな生活をしていて、2次方程式を解かねばならない事態に遭遇するとは思えませんが。」

T:「そうくると思っていたよ。」

S:「・・・。」

T:「そのときには、先生のことを思い出して懐かしんでくれると嬉しいんだが。」



 
無名のヒト
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