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(sinx)^2 - (sinx)^4の積分について

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1/24 13:51
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ゆう

高3 神奈川県 東京工業大学情報理工学院(65)志望

自分は半角で愚直にやるものだと思っていたのですが、先生はsin^2の公式といって、 = 1/2 × π/2 - 3/4 × 1/2 × π/2と板書していたのですが お恥ずかしながらそのような公式を知らなかったのですが、どういう公式か教えて頂けますでしょうか。

回答

鴨医

京都大学医学部

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公式というほどでもないですが In=∫(0→π/2)(sinx)^n dxと置き、(sinx)^nをsinx(sinx)^n-1に分けて部分積分をすると In=(n-1)/n × In-2という関係式が成り立ちますので それを利用していると思われます。 この漸化式は数3でよく出てくるので覚えていてもいいかもしれません。

鴨医

京都大学医学部

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センター試験の集合は、実数の集合を扱うことが多いため、数直線上に図示するのが有効なことが多いです。 目盛の間隔を正確に図示する必要はなく、それぞれの端の大小と、黒丸白丸があっているかが重要です。(黒丸の場合はその点を含む、白丸の時はその点を含まないことを表します。不等号に=が入っているかどうかの違いとも言えます。) 例えば、 p: x>1 q:x≦2 のように与えられていた時、右向きの数直線上に左から1と2の点を書きます。 pについては、x>1(つまり「xは1より大きい」)であることから、先ほど書いた1の点に白丸を書き、そこから右上がりに少し直線を書き、そこから右向きに直線を伸ばします。新幹線のような形になります。この形は、1の点を含まないことを表すもので、白丸と同じ意味ですが、ぱっと見で分かるように両方使います。また、この線がpであることをどこかに書いておいてください。 qについては、x≦2(つまり「xは2以下」)であるので、2の点に黒丸を書き、そこから真下に少し直線を書き、左向きの直線を伸ばします。こちらは、電車のような形になります。この形は、2を含むことを表すもので、黒丸と同じ意味です。こちらの線にも、qであることを書いておいてください。 このように、範囲を一つ一つ図示していくと、次のようになります。 _______________ p / 2 ---------○-----●------->x 1 | q --------------- これを見れば、「pかつq」や、「pまたはq」「p⇒q は真か偽か」はすぐに分かるはずです。たとえば「pかつq」なら、pとqが重なっているところなので、1<x≦2になります。「pまたはq」ならば、pとqの少なくともどちらかがある範囲なので、xは全ての実数になりますね。「p⇒qは真か偽か」については、pの中にqが含まれていないので、pならばqとはいえません。よって、偽となります。 上図の縦棒や斜め棒の長さを条件ごとに変えれば、一つの数直線にもっとたくさんの条件を書き込めます。そのようにして、一つの数直線に与えられた条件全てについて書いておくと、かなり簡単になると思います。 また、「(pかつq)または(rの否定)」といわれたときは、pとqとrとは別に、「pかつq」や「rの否定」についても書くと、分かりやすくなります。 加えて、たまに、条件式をそのまま使うと面倒くさいことがあります。そういう場合は、対偶を取るのが良いです。(そこまで多くはないし、絶対になければ解けないわけではないため、これ以後ついては忘れても大丈夫です) 「p⇒q」と、「(qの否定)⇒(pの否定)」(対偶)は同じ意味です。また、[(aかつb)の否定]と[(aの否定)または(bの否定)]は同じ意味です(ド・モルガンの法則)。これらをつかうことで、 ・「または」を「かつ」に変換できる ・aやbの代わりにaの否定やbの否定を使える という利点があります。このような利点が使えそう!と思ったら使ってみてください(とりあえずわかんなかったら対偶とってみる、っていうのも一つの手ではあります)。 ※(rの否定)などは、本来はrの上に横棒を書いて表します 至らないところもあったかもしれませんが、貴方の合格を願っています。それでは。
早稲田大学先進理工学部 ROX
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過去問が解けない!
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こんにちは!東北大学文学部のkitaです! お答えさせて頂きます! 理想としては、教科書で習った公式は証明できないといけません。 大学の先生に、参考書にあったよね?と言われても知らん!と言えますが、教科書でやったよね?、と言われたら何も言えません😅 ただ、全てを意味もなく丸暗記するのはナンセンスです。 そこで、僕が実際に行っていたのは、何度も出る公式(使用頻度が多い)や、今までに他の大学も含め問われたことのある公式、は必ずやりました! 例としては、正弦余弦、加法定理、点と直線の距離公式、積分の面積公式あたりが王道でしょうか。 他には、僕は数学が好きだったので、ちょっと勉強に疲れた時に、息抜きとして公式の証明を調べて、エレガントな証明方法があると感動してました(笑) 数学の定理や公式の証明は、1つの証明にさまざまな知識を必要とします。それなので、基礎がないと自力で行うのが難しいですし、逆に出来るようになるとかなりの数学がついた、と言ってもいいでしょう。 質問の的確な答えになっているか分かりませんが、入試に出るかも大事ですが、その定理や公式の根本を知ると、間違いなく入試に役立ちます! 最後に、たくとさんの目標が達成されることをお祈りしています。頑張ってください!!
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理系数学と文系数学の違いの捉え方
文系数学と理系数学の違いは数3が入ってるか入ってないかだけですよ。数1A2Bの問題は理系の解き方と同じです。 ただ少し慣れないと感じるのはやはり微積の問題とかが原因だと思います。微積は2Bまでの範囲だと、x^n(nは自然数)を微積分する程度しか出ません。なのでこの関数の形以外が出たら微積の問題ではないと考えるべきでしょう。あとは最小、最大を求めるところで、文系だと相加相乗平均を使いがちです。ただこれは文系が、分数の形の式を微分できないからそうしてるだけであって、理系の勉強しているならふつうに微分してといて問題ないです。数3の微分でもちゃんと使えていれば入試で減点されることはありません。つまり数3の微分以外は全部使わないので忘れてもらって構いません。微分は時々使うので覚えておく価値はある、といったところだと思います。 最後まで諦めず頑張ってください、応援しています。
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一橋数学の勉強と共テの兼ね合い
こんにちは! 現在一橋大学社会学部1年の者です! 私は社会学部なので必ずしも商学部と同じ勉強方針ではないかもしれませんが、何か参考になる部分があればと思い答えさせていただきます🙇‍♀️ ちなみに当日の数学の得点率は55%くらいでした。 共テと2次試験の対策(特に数学)の勉強の比率についてですが、共テは慣れの部分があると思うので直前に解きまくれば結構即効性があります。現役の時は冬休みくらいから本格的に共テ演習に移行し、浪人の時は年明けから移行して、それぞれ82%、86%くらいでした。(本格的に移行というのは完全に勉強時間の全てを共テに費やすということです。それまでは共テの対策では、共テのみの科目の復習や授業で解く演習問題、共テ模試だけだったのであまり自分で共テ演習のための時間をとっていませんでした。) ベストの比率は質問者様の状況によりますが、意外と共テは直前でもなんとかなるので、心配なら2次試験の数学をやるので計画的には全然問題ないと思います。共テ演習に移行したら2次試験の対策に戻らずそのまま共テの形式に慣れて本番がいいのかなと思います。(共テと2次試験の対策を並行してやるのは私はやってないのでなんとも言えませんが、中途半端になりそうな気もします)ただ、2次試験で使わない古文漢文や共テ科目の社会、理科基礎の暗記や総復習は、これまでどれほどやってきているかにもよりますが、12月すぎから始めておきましょう。 また、2次試験数学の整数分野について、私は一橋の整数は慣れだと思っています。慣れというのはただ解けば得点が伸びていくのではなく、はじめの発想や途中からの考え方の似たような問題が出やすいからそれらの解法を覚えていくのが良いということです。 私も最終的に3完を目標にしており、整数は取りたい大問の1つでした。前提として、整数問題の基礎ができている必要があります。もしまだ理解が不十分な部分があれば、チャートなどの基本的なレベルの問題を解きましょう。基礎は分かるけど過去問になると解き方が分からないという場合は、過去問を整数に絞って解いて解法を覚えましょう。最初は普通に解いて詰まったら解答を確認して、覚えててもいいのでもう一度解く。数日後にも復習として解き直さなくてもいいので確認する。ひたすら解き慣れていきましょう。 共テ数学も、基礎と慣れが重要だと思っています。こちらはより基礎が重要だと考えています。なぜなら、共テ数学の演習量が多かった現役の時よりも、少なかった浪人の時の方が得点が安定して高かったからです。浪人時は基礎を一からやり直せていたので、数学の基礎的理解が深まっていました。その差が点数の差につながりました。あまり基礎が固まっていないうちに過去問や予想問題演習をしても得点の伸びに限界があると感じるので、焦らず基礎を復習した後、共テの形式に慣れるのが良いと思います。 あくまで私の一意見に過ぎませんが何かお役に立てれば嬉しいです! 勉強頑張ってください📣
一橋大学社会学部 ねこ先生
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共テ数学が取れない
こんにちは。共テ数学は問題構成が特徴的な問題が多いので、記述式の問題とは少し違った解き方をしないといけないと思います。 全統の数学で偏差値65が取れているということは基礎が概ね固まっていると思うので、共テ数学をスムーズに解くコツさえ習得できれば大丈夫だと思います。以下に共テ数学に臨む上で念頭に置いた方が良いと思った事項をまとめました。 ◎共テ数学は「数学」ではなく「情報処理」 まず、共テ数学は「情報処理」を高速で繰り返すものだという認識をもっていただけると良いと思います。残念ながら、一つ一つの問題をじっくり吟味する時間はありません。解く時間が足りない、というのは、最初から一つ一つの問題に丁寧に向き合ってしまっているからではないかと推測しています。もしそうであれば、もう少しラフに問題に立ち向かっても良いかと思います。例えば、ある関数f(x)が最初に定義されていて、唐突に「f(2)を求めてください」と言われていたら「なぜx=2をここで代入するんだろう」と考えるのではなく、直ちに何も考えずにx=2を代入して計算してみてください。「なぜそのような操作が必要なのか」を考える前にとりあえず計算してみる、ということが非常に重要だと思います。一つの問題に対して様々な解法が存在することは多々あり、共テ数学はマーク式なのでその解き方が限定されてしまっています。自分の思いついた解きやすい方法とは違い、一見遠回りに見える方法で解くように指示されていることも少なくはないでしょう。そのような問題構成になっている以上、「解法を理解してから解き始める」というのはどうしても時間がかかってしまいます。とりあえず言われた通りに値を求めて手を動かしていくと、作問者が提示した解法の意味がだんだん理解できてくることが増え、スムーズに問題を解いていくことができると思います。 ◎必要な情報を素早く見つける 上述したように、共テ数学の問題では「なぜ今これを求めなければならないのか」と思うような問題があります。突然何の脈絡もなく値を求めさせるような問題がポンと出てきた時は特に、後の問題でその値を利用するものだと思って解き進めてみてください。直後の問題だったり、次の小問だったりと、多少の差はありますが、その答えを利用する問題が後ろにきっと出てくるはずです。問題文に含まれている不可解な情報についても、「問題文中に意味のない情報は含まれていない」と思って、ただその時はあまり深く考えずに、頭の片隅にそれを入れておくことが重要だと思います。解き進めていくうちに詰まってしまった時は、そのことを思い出して前に戻り、それらがうまく利用できないかを考えてみると打開できることがあると思います。 ◎誘導がなくなったら「前の小問の解法・求めた値を利用」すべし 大問の中で(1)、(2)、(3)とあった場合、(3)に誘導がほとんどついていないことが多いと思います。そういう時は、やはり前の小問に戻って解法を確認し、同じ要領で答えを導き出す、という方法が一番早いことが多いです。また、場合の数・確率の問題などでは、解法だけでなく求めた値も利用すると計算が楽になることもあります。例えば過去に見たことのある問題では、はじめ二種類のカードを無作為に引いて並べ、その並び方を調べる、という小問からスタートし、その後カードを三種類に増やし、引く枚数を4枚、5枚と増やしていくものがありました。そのような問題では、カードが1枚ずつ増えるときは「n枚がn+1枚になったんだから、n枚について考えた前問の答えを使えば追加した1枚についてだけ考えれば良い」という発想で楽に解くことができるようになります。ただし、前問の答えを利用する場合、計算ミスによる雪崩にはくれぐれも気をつけていただきたいと思います。 ◎まとめ もう一度上述した内容をまとめると、 ・とりあえず言われた通りに計算してみる ・不可解な情報、「なぜここでこの値を求めるのか」に要注意 ・誘導が消えたら前問の解法をチェック、必要ならば前問で求めた値を利用 の三つを念頭に置きながら解くことが重要だと思います。繰り返しますが、共テ数学は「情報処理」です。記述式の問題とは種類が違う、ということを踏まえ、問題に取り組んでみてはいかがでしょうか。少しでも参考になれば幸いです。
東京大学工学部 アトラス
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数学の解法抜け
以下、私の理解が浅薄で誤っている場合は申し訳ございません。「ふーん」程度で読んでいただければ幸いです。 ⑴ 記憶について  人間の記憶にはいくつかの種類があるようです。「記憶の対象である知識が言葉によって表現できるか否か」という性質で区別するならば、「言語的な知識の記憶」と「非言語的な知識の記憶」とに分かれるでしょう。  前者は専ら「意味記憶」と言われます。簡単には、「○○は☆☆である」のような一般的な知識の獲得・保持です。意味記憶の対象となる、言葉によって表現し獲得できる知識を「命題的知識」(略して「命題知」)といいます。  これに対し、後者は大きく二つに分かれます。一つは、五官によって得た感覚の記憶です。その対象(すなわち、五感)を仮に「感覚知」と呼びましょう。匂いや音、触った感触などは、多くは「○○の(ような)匂い」と比喩を用いて表されるか、「鈍い音」「滑らかな肌触り」などと大まかな特徴を捉えて表されます。このように感覚知は、他の存在を借りるか、あるいは程度に幅をもたせることによってしか表現できないことが多く、直接にそれ自体を言葉によって完全に再現することは極めて困難です。その意味では、非言語的な知識に分類されると考えて差し支えないでしょう。  いま一つは、一般に「体が覚えている」といわれるものです。このような記憶を、「手続記憶」といいます。手続記憶の対象となるのは「技能知」と呼ばれます。つまり、「やり方を知っている」ということです。この名から察する通り、手続記憶は、技能の習得にかかる記憶です。卑近な例を挙げると、久しく乗っていない自転車も、いざ乗ってみれば、前のように問題なく運転できたとか、小さい頃に辞めたピアノも、今弾いてみると、案外弾き方を覚えているとかいった経験は、誰しも心当たりがあると思います。このような身体による(身体の活動も源流を辿れば必ず脳を介するので、このような表現は語弊を招くかもしれませんが)記憶が手続記憶です。手続記憶は、練習によって獲得するほかありません。  なお、命題知と技能知は相互排他的な関係にはなく、同一の経験によって両方を得ることも考えられます。自転車の例で見ても、実際に自分の足でペダルを漕ぎ、前進する感覚を得るのは技能知ですが、これにより得る「ペダルを漕げば自転車が前に進む」という一般化された知識は命題知です。 ⑵ 記憶の観点からみる数学  このような記憶の観点から見たとき、数学における公式・定理や解法の知識は、それ自体として命題知であると言えるでしょう。それに対して、これらの知識を他の問題に実際に応用することは、技能知の獲得に係る行為だと言えます。つまり、ご相談の内容に照らして簡単に換言すれば、解法暗記は意味記憶であるのに対し、それを用いて模試などで問題を解けるようになることは手続記憶であると言えましょう。実際、問題を解くときに頭の中で行われているプロセスを言語化しろと言われても難しいですね。  そうすると、手続記憶である以上、定期的な練習が不可欠です。なぜなら、技能知は非言語的な知識だからです。言葉によって得られない知識は、夥しいほどの練習によって身に染み込ませるほかありません。一問・一解法の単射的な意味記憶だけでは不十分だと思います。基礎問で得た解法を応用するには、基礎問にない、しかし同じ解法によって解かなければならない問題を解くことが必要です。応用とは本来そういうものです。所謂類題を解く意義はここにあると私は思います。  しかし、逆に言えば、手続記憶である以上、体がそのプロセスを覚えてしまえば、ある程度間隔が開いても対応できるようになります。それは、先の自転車やピアノの例の如くです。数強と言われる人たちは、このような知識の身体化に成功した者たちのことを言うのではないでしょうか。つまり、初見の問題にさえ条件反射的に解放を導き出せる(基礎問でいえば、初見の問題と基礎問の問題との共通点や相違点を瞬時に見出し、使える解法を直ちに検索できる)ほど、演習量をこなしてきた者たち、問題へのアプローチの仕方が骨身に染みている者たちです。 ⑶ まとめ  私自身も何を言っているのかわからなくなってきましたが、まとめると、①理解したうえでの解法暗記も、未だ意味記憶にとどまっている以上、その理解を他に応用する練習が別途不可欠であること、②その練習による手続記憶の獲得は一朝一夕にはできないこと、③そのためには練習を定期的に数多く踏むことが重要であることの3点がお伝えしたかったことです。まぁ一言で言えば、とにかく量(解いた回数だけでなく、解いた問題の幅広さも)をこなすことが何よりの前提であるということです。基礎問3周で解法の基礎的なインプットは十分済んでいると思うので、これからはとにかくアウトプットとして色んな問題に触れていくことが大事だと思います。 ⑷ 私がやった問題集  以下に、私が使った問題集を挙げておきます。授業の予習や課題として、教科書・4STEP・New Action Legend、それから高2の後半くらいからは授業も総演習になり、それ用に買わされたのが『ニューグローバルマーチ 数学Ⅰ+A+Ⅱ+B』(東京書籍)と『実戦 数学重要問題集ーー数学Ⅰ・A・Ⅱ・B(文系)』(数研出版)です。これに加え、自習用として購入し、やっていたのが『文系の数学 実戦力向上編』(河合出版)と『数学ⅠAⅡB 上級問題精講』(旺文社)です。これらは高2の冬くらいから買ってやっていました。高3の直前期の授業では、学校の先生が難関代受験者用に作ってくれた問題冊子(100題ありました)が配布されたので、それをやりました。高1・高2では学校の任意の発展課題もやりましたし、高二の時の休み時間では東北大や京大の過去問にも手出ししました。こうして振り返ると結構やってますね、自分でもビックリです。ただ、私のやり方はかなり乱雑というか何というか(あまり精緻に計画立てて進めた記憶がない)だったので、参考にならないかもしれません。ちなみに、上級問題精講は、私がやった数学の問題集の中では一番お気に入りです。 ⑸ 余談  最後に余談ですが、記憶や学習に関することについて興味があれば、鈴木宏昭『私たちはどう学んでいるのか 創発から見る認知の変化』(ちくまプリマー新書・2022年)や、信原幸弘『「覚える」と「わかる」 知の仕組みとその可能性』(ちくまプリマー新書・2022年)など読んでみると面白いかもしれません。どちらも刊行の新しいものである故、今は読んでる暇がないかもしれないので、受験が終わった後にでもぜひ。
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国立2次試験に向けた数学(文系)の勉強方法について
こんにちは!RIZと申します。 今回は夏休みに一番時間をかけた数学で点数が取れなくて悔しいとは思いますが、間違えた問題についてはしっかり復習して、もし本番で出題された時に間違わないきっかけになったと前向きに捉えましょう!あくまで模試は練習ですからね。 さて、数学の学習方法についてですが、まず数学は3つ大事な要素があります。1つ目が計算能力です。これは言わずもがなですね。2つ目が解法パターンを覚えていることです。典型的な問題の解き方を知っているということですね。最後3つ目が思考法です。これはある問題に対する解法を考えるときの過程ですね。「なぜ」その解法で解くのかということです。 以上を踏まえて、今回の模試では何が不足していたから出来なかったのか考えましょう。例えば時間が足りなかったとすれば、計算が遅かったのか、解法を思いつくまでに時間がかかったのかなどが挙げられますし、単純に解き方がわからなかったとしたら、その時答えを見て理解できた場合は3つ目の思考法が足りなかったと考えられますし、もし答えを見ても理解できない場合は2つ目の解法パターンの把握がそもそもできていないことが考えられます。ここで不足点を洗い出して今後の学習の糧にしましょう。 以下では、上記の3つの要素のうち、特に意識しないと習得できないであろう3つ目の思考法にフォーカスしてお話しさせて頂きます。夏休みの学習で多くの時間を割いたということは、恐らく2つ目の基本的な問題の解法は頭に入っている状態だったけれども、模試などの初見の問題になると解けなくなるという状態ではないでしょうか。(もし違ったら申し訳ないですが、今回はその状態を前提にします。違う場合はコメント欄で教えてください。)この時今までの学習で見直してほしいのは、ある問題に対して、「なぜ」その解法で解くのかしっかり理解していたかということです。例えば「自然数に関してある命題を示せ」といった問題があった時にその問題が解けなかったとします。そこで解答を見ると、数学的帰納法で解いていたとします。こうなった時に、単純に解答で数学的帰納法が用いられていたから、こういう問題は数学的帰納法で解けばいいのかと理解するだけではいけません。なぜ数学的帰納法で解くのかを考える必要があります。それは今回の場合、自然数という条件かつ証明問題であることから、ひとまず数学的帰納法を疑ってみるという思考法が存在するからです。他にも図形問題が出てきたら、①幾何的(図形の性質)に解くのか、②座標に置いて解くのか、③ベクトルで解くのか、などを考えたり、といった思考法も存在します。これらの例はとても単純ですが、意外とこの「なぜ」といったところまで考えていない人が多いです。この場合、単純に解法を暗記しているだけなので、すでに解いた問題は解けるものの、類題になると手も足も出ないという状態にも陥りかねません。数学はこのように、ある具体的な事例から、抽象的な「思考法」を考えることがとても重要です。この思考法は一般的に使えるので、初見の問題でも条件から適切な解法を選択することができるようになります。なのでもし今回の模試が出来なかった理由が、この「思考法」という要素が欠けていたからであれば、今まで使っていたテキストなどを見直して、「なぜ」その解法で解いているのか説明できるようにしてみると良いと思います。 最後になりますが、阪大の文系数学は基礎的なレベルの問題が多いです。今からでも十分間に合います。まずは焦らずに自分が間違えた理由を分析して、特に「なぜ」を考えて勉強してみてください。ご質問等ありましたらコメント欄でお願いします!
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2次数学との間
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