福田のおもしろ数学389〜三角関数を含んだ連立方程式

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  • Опубликовано: 3 фев 2025

Комментарии • 21

  • @siomii_y
    @siomii_y 4 дня назад +3

    解く事自体は難しくないけど、「綺麗な」記述回答が難しい問題だった。動画の解き方はとても綺麗

  • @坂本有史
    @坂本有史 10 дней назад +30

    強引に解きました。2式よりx=sin(sinx)を解けばよい。f(x)=x-sin(sinx)と置くと与式より-1≦x≦1、f'(x)=1-cosxcos(sinx)>0(x≠0)→単調増加、x=0→f'(0)=0 f(-1)=-1-sin(sin(-1))0(∵1

  • @いまひろ09
    @いまひろ09 6 дней назад +3

    sinx=y
    siny=x
    よって、
    sin(sinx)=x…①
    ①の両辺をxで微分すると
    cos(sinx)cosx=1…②
    また、①より
    cos²(sinx)=1-x²で、cos²(sinx)≧0より0≦x²≦1…③
    ②の両辺を2乗して③を代入すると
    (1-x²)cos²x=1…④
    x=1のとき0=1となり不適
    よって、x≠1より 0≦x²0より、これを満たすxはx=0のみ

  • @jamca51
    @jamca51 6 дней назад +1

    別の解き方で
    sinx=y…①
    siny=x…②
    ①の両辺をxで微分すると、
    cosx=y'…③
    ②の両辺をxで微分すると、
    y'cosy=1…④
    式④に式③を代入すると、
    cosx・cosy=1
    これは、x=nπ、y=mπ(n,mは整数)であるための十分条件
    ここに、式①.式②より
    -1

  • @siomii_y
    @siomii_y 4 дня назад

    方程式x=sin(sinx)…①を満たすことが必要
    x=0のとき、これは①を満たす
    x>0のとき、①が解を持たないことを示す
    [証明]x∈(0,π/2]を任意にとる。
    f(x)=x-sinxとおくと、
    f’(x)=1-cosx>0であり、f(0)=0であるからf(x)>0 ⇔ x>sinx…②
    ここで、(sinx)’=cosx>0であるからsinxは(0,π/2]上単調増加である。
    ゆえに、②よりsinx>sin(sinx)…③
    よって、②③よりx>sin(sinx)
    また、x∈(π/2,∞)を任意にとると
    x>π/2>1≧sin(sinx)
    ∴x>sin(sinx)
    よって∀x>0,x>sin(sinx)であり、
    ①はx>0のとき解を持たない
    x

  • @ジョン永遠
    @ジョン永遠 10 дней назад +8

    まず方程式の形から明らかに -1≦x, y≦1.
    (x, y)が与方程式の解ならば,(-x, -y)もまた解なので,x≧0に限定してよい.
    すなわち 0≦x≦1(<π/3).もしx≠0とすると 0<x≦1で y=sinx>0.
    θ>0のときsinθ<θ だから y=sinx<x. 同様にx=siny<yとなり不合理.よってx=0=sin0=y.(終)
    ※ sinθ<θ (0<θ<π/2) は基本不等式.これを微分で示すと堂々巡りになるのでそれはやらない.
    ※ 動画中の補題 |sinx|≦|x| も両辺とも偶関数だからx≧0で示せばよく,x≧1のときは自明だから
    0≦x<1(<π/3)で示せば十分.このとき左辺の絶対値はとれて sinx≦x (これは基本不等式).

  • @アヒル祭り
    @アヒル祭り 7 дней назад +6

    普通にxy入れ替えても同じなのだから
    y=xで対称、sinx=xの解が0のみなので(0,0)しかない。

    • @ぱんだ-u2k
      @ぱんだ-u2k 7 дней назад

      そうですよね

    • @すわわわわわ
      @すわわわわわ 6 дней назад

      x=yで対称まではわかりますが、sinx=xが出てくるのはどうしてですか?

    • @アヒル祭り
      @アヒル祭り 6 дней назад

      @@すわわわわわ sinx=xというのはy=sinxとy=xとの交点を求めてます。
      2つのsinはy=xに対して対称なのに原点以外ではy=xと交わらないので
      2つのsinが交わるとしたら原点しかないという事です。
      一応最後に(0,0)を代入して成り立つのを示す必要はあるかもしれません

  • @User-f9hi
    @User-f9hi 6 дней назад +2

    サムネイルの=yの下に何か映ってる?

  • @Moffy-er6zo
    @Moffy-er6zo 9 дней назад +2

    タダの逆関数で(x,y)=(0,0)しかないとしか思い浮かばんかった
    ここまで証明は全く考え無しw

  • @やまだすーぷ
    @やまだすーぷ 5 дней назад

    導関数が0を含んだら、x >0の時、f(x)>0って=入らない?

  • @MikuHatsune-np4dj
    @MikuHatsune-np4dj 7 дней назад +1

    cosでもやってみてほしい

    • @ジョン永遠
      @ジョン永遠 7 дней назад

      簡単な考察から0<x,y<1と分かるので,後はf(x)=cosx-cos⁻¹xかcos(cosx)-xとおき,
      f(x)=0 がcosx=x (0<x<1)の唯一解をもつことを示せばよい.

    • @MikuHatsune-np4dj
      @MikuHatsune-np4dj 4 дня назад

      @@ジョン永遠 なぜ { cosx=y, siny=x } の可能性を排除したのですか

    • @ジョン永遠
      @ジョン永遠 4 дня назад

      (sinの代りに)cosでも,とはそういうことでは?でも同様に考えればできるでしょ
      図を描いてみれば唯一解があると分かる

  • @ccxxii7816
    @ccxxii7816 8 дней назад +1

    高校範囲から完全に外れるから余談にはなるけど、これって特に実数と指定されてないけど、複素数範囲含め(x,y)=(0,0)しかないの?

    • @sabakan516
      @sabakan516 7 дней назад +1

      (e^(iz)-e^(-iz))/2i = x
      (e^(iw)-e^(-iw))/2i=y
      これを解いてみたらわかると思いますよ!!!

  • @naoyak250
    @naoyak250 9 дней назад

    突然おすすめに出てきた。数学なんて目に一丁字もなかった。