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Topos Uranos

要約

この課は、平面の解析幾何についての単元の入り口である。導入テストを用意し、単元の九つの課と、それらを結ぶ糸を、座標と直線の方程式から円錐曲線と線形計画法まで紹介する。これらの考えの歴史を、ギリシア幾何の円錐曲線から、フェルマーとデカルトの座標幾何、そしてその天文学・力学・経済学への応用までたどる。それらを生んだ問題、すなわち幾何学的な性質を方程式に、方程式を曲線に変えるという問題を、立方体倍積の例とともに定式化し、それらがこのコース、サイトのほかのコース、そして科学と技術のどこで再び使われるかを示す。

学習目標

  1. 単元の内容の順序を述べ、各課があとの課に何をもたらすかを説明する。
  2. 円錐曲線の研究、座標幾何の誕生、線形計画法を、主な人物とともに歴史的な文脈のなかに位置づける。
  3. 立方体倍積問題のような古典的な幾何の問題を座標の間の連立方程式に翻訳し、その解を曲線の交点として解釈する。
  4. コースのほかの主題やほかの分野のなかに、この単元が構築する道具を見いだす。

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。どこで立ち止まるべきかを知るためのものである。最初の九問は、単元の九つの内容の課を一つずつ順に扱う。第十問は資源の配分の問題を立てて解くことを求め、これら十の技能は、最後のまとめの課で改めて測る。最後の三問は、この単元が前の単元から既知とするもの、すなわち平方完成、符号表、絶対値を確かめる。

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点 (1,2)(1, 2) を通り、直線 2x−y+3=02x - y + 3 = 0 に垂直な直線の方程式はどれか。

  2. 問 2点 (2,5)(2, 5) と直線 3x−4y+4=03x - 4y + 4 = 0 の距離を求めよ。

  3. 問 3焦点 (0,2)(0, 2)、準線 y=−2y = -2 の放物線の方程式はどれか。

  4. 問 4放物線 y=2x2−8x+5y = 2x^2 - 8x + 5 の頂点はどれか。

  5. 問 5楕円 9x2+25y2=2259x^2 + 25y^2 = 225 の二つの焦点の間の距離はいくらか。

  6. 問 6円 x2+y2=9x^2 + y^2 = 9 と円 (x−5)2+(y+12)2=100(x - 5)^2 + (y + 12)^2 = 100 の共有点はいくつか。

  7. 問 7双曲線 x216−y29=1\frac{x^2}{16} - \frac{y^2}{9} = 1 の漸近線はどれか。

  8. 問 8方程式 x2−9y2+4x+18y−5=0x^2 - 9y^2 + 4x + 18y - 5 = 0 は何を表すか。

  9. 問 9f(x,y)=3x+2yf(x, y) = 3x + 2y の最大値を、x≥0x \ge 0、y≥0y \ge 0、x+y≤4x + y \le 4、x+3y≤6x + 3y \le 6 で定められる領域において求めよ。

  10. 問 10ある縫製工房はシャツとズボンを作っている。シャツ一枚には裁断に 11 時間、縫製に 22 時間かかり、ズボン一本には裁断に 11 時間、縫製に 11 時間かかる。毎日、裁断に 88 時間、縫製に 1212 時間を使うことができ、シャツ一枚で 33 貨幣単位、ズボン一本で 22 貨幣単位の利益を得る。一日の利益の最大値はいくらか。

  11. 問 11前の単元から式 2x2−8x+112x^2 - 8x + 11 が、xx が実数全体を動くときにとる最小値はいくらか。

  12. 問 12前の単元からx2−x−6<0x^2 - x - 6 < 0 の解の集合はどれか。

  13. 問 13前の単元から∣2x−3∣≤5\abs{2x - 3} \le 5 の解の集合はどれか。