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Topos Uranos

要約

この課は、代数関数と多項式についての単元の入り口である。単元の九つの課と、それらを結ぶ糸、すなわち因数分解を紹介する。根、符号、不等式、定義域、漸近線、グラフはすべて因数分解に依存する。次に、これらの考えの歴史的背景を、バビロニアの粘土板に見られる 2 次の問題とフワーリズミーの代数から、16 世紀イタリアの公式、ヴィエトとデカルトの記号法、オイラーとディリクレの関数概念までたどる。それらを生んだ二つの問題、すなわち多項式方程式を解くことと関数を記述することを正確に定式化し、因数分解が両方を同時に解決するしかたを一つの例で示す。最後に、これらの考えがコースの残りの部分、サイトのほかのコース、そして科学と技術のどこで使われるかを示す。

学習目標

  1. 単元の各課の内容を述べ、多項式の因数分解が全体のなかで果たす役割を説明する。
  2. 単元の主な結果を歴史的背景のなかに位置づけ、その担い手と、それぞれが解こうとしていた問題を挙げる。
  3. 多項式方程式を解く問題と代数関数を記述する問題を定式化し、一つの因数分解が両方に答えるしかたを例のなかで見てとる。
  4. これらの考えが、あとの単元、ほかのコース、そして科学的・技術的な応用のどこに再び現れるかを示す。

導入テスト

単元に取りかかる前に、出発点を測っておくとよい。このテストは自分で確かめるためのもので、採点はされない。最初の九問は単元の九つの課を一つずつ扱い、第十問は具体的な状況を関数として表すことを求める。同じ技能は、最後のまとめの課で改めて測る。最後の三問は、この単元が数の集合についての単元から既知とするものを確かめる。誤った答えはそれぞれ、立ち止まるべき課を示す。

導入テスト

単元を始める前に、自分の出発点を測りましょう。短い自己評価です。採点はされず、結果はあなたのブラウザーにだけ保存されます。

  1. 問 1関数 f(x)=4−xx−1f(x) = \frac{\sqrt{4 - x}}{x - 1} の定義域はどれか。

  2. 問 2関数 f(x)=(x−1)2+2f(x) = (x - 1)^2 + 2 は、[1,∞)\ico{1}{\infty} に制限すると [2,∞)\ico{2}{\infty} の上への全単射になる。その逆関数はどれか。

  3. 問 3kk がどんな値のとき、多項式 x3+kx2+x−6x^3 + k x^2 + x - 6 は x−2x - 2 で割り切れるか。

  4. 問 4rr と ss が 2x2−6x+12x^2 - 6x + 1 の根であるとき、r2+s2r^2 + s^2 の値はいくらか。

  5. 問 5aa と bb を整数とする。有理根定理によると、次の数のうち 3x3+ax2+bx+23x^3 + a x^2 + b x + 2 の根になりえないものはどれか。

  6. 問 6どんな数 AA と BB が、3x+1(x−1)(x+2)=Ax−1+Bx+2\frac{3x + 1}{(x - 1)(x + 2)} = \frac{A}{x - 1} + \frac{B}{x + 2} を、11 とも −2-2 とも異なるすべての実数で満たすか。

  7. 問 7不等式 (x−1)2(x+3)x−2<0\frac{(x - 1)^2 (x + 3)}{x - 2} < 0 の解の集合はどれか。

  8. 問 8f(x)=2x2+3x−1x−1f(x) = \frac{2x^2 + 3x - 1}{x - 1} のグラフの斜め漸近線はどれか。

  9. 問 9f(x)=x2+6xf(x) = \sqrt{x^2 + 6x} のグラフの、xx が −∞-\infty に近づくときの漸近線はどれか。

  10. 問 10タンクに 5050 リットルの水が入っていて、1 リットルあたり 44 グラムの砂糖を含む。ある時刻から、液体を流出させずに、毎分 22 リットルの割合で、1 リットルあたり 3030 グラムの砂糖を含むシロップを加え、これはすぐに混ざる。その時刻以降、砂糖の濃度(1 リットルあたりのグラム数)はどんな値をとるか。

  11. 問 11前の単元から不等式 ∣2x−3∣<5\abs{2x - 3} < 5 の解の集合はどれか。

  12. 問 12前の単元から27−2327^{-\frac{2}{3}} を計算せよ。

  13. 問 13前の単元から不等式 x−13−2x+12≥1\frac{x - 1}{3} - \frac{2x + 1}{2} \geq 1 の解の集合はどれか。