ベストアンサー 陰関数のパラメータ表示について 2010/04/15 18:03 (y-x^2)^2=y^3*x のパラメータ表示はx=t^2/(1+t^3), y=t^4/(1+t^3) となるとのことですが、何か定式化された求め方があるのでしょうか? みんなの回答 (1) 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー Ginzang ベストアンサー率66% (136/206) 2010/04/16 20:11 回答No.1 (y-x^2)^2 = y^3*x の両辺を x^4 で割り、 { y/(x^2) - 1 }^2 = (y/x)^3 となる。 これは f^2 = g^3 の形なので、左辺の中括弧内を t^3、右辺の括弧内を t^2 と置け、 y/(x^2) - 1 = t^3 ・・・(1) y/x = t^2 ・・・(2) である。 (2)より y = x * t^2 なので、これを(1)に代入し x について解けば、x = t^2/(1+t^3) が導かれ、よって y = t^4/(1+t^3) も分かる。 なお、多分御存知だろうがパラメータ表示の求め方には一般的な方法がない。 この解き方も、「定式化された」というよりは「経験と勘により導かれた」というものの方が大きいような気がする。 とりあえず今回の教訓としては、「f^a = g^b のような比較しやすい形に変形できないか試みる」ということを覚えておきたい。 質問者 お礼 2010/04/16 21:32 有り難うございました。先生の御回答を拝見し、私自身もう少し良く考えるべきだったと反省しております。実は、アーベル積分に絡む問題で、具体的計算がわかりませんでした。お陰様でスッキリしました。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育数学・算数 関連するQ&A 陰関数表示からの変換は可能? 陰関数表示からパラメータ表示に変えることは可能ですか? もしできるのでしたら、楕円もしくは双曲線を例として教えて下さい。 楕円:x^2/a^2+y^2/b^2-1=0⇒x(t)=a cos t ,y(t)=b sin t 双曲線:x^2/a^2-y^2/b^2-1=0⇒x(t)=a cosh t ,y(t)=b sinh t パラメータ消去について tがすべての実数値をとって変化するとき、P(2t-1,(4^2)-1)の軌跡を求めよ というものについて、Pの座標を(X,Y)とおくと X=2t-1 Y=(4^2)-1 と置けますよね、 そこでXを式変形してt=に直し、Yの式に代入しパラメータ消去する というのはよくやることで、何も考えずにやっていましたが。パラメータtが消去されちゃうってことはどういうことなんでしょうか・・・? tによってx,yが定まるのにtを消しちゃっていいのか? tがなくなったということはtによらない関数だということか? けどパラメータというのは、tの値によって、x,yが変動するものだから、tは必要だ。あくまでもその軌跡がもとめられただけだ・・・ などと考えてましたが・・・。 ☆つまり何がいいたいかというと、X= ~t ,Y= ~t とパラメータ表示されているものの軌跡の取りかたは、本質的な意味では、t=1,2,3・・・ などと点を細かくとっていき、それでできる方程式が軌跡である。ということだと思うのですが、t=~Xの式に直し、パラメータを消去しちゃったら、tにすべての値を代入した時のグラフ(軌跡)がいっきに求まってしまうとは・・・ なぜなんだろう・・・?と疑問に思いました。 ☆あと別の問題ですが、軌跡を求める問題で、軌跡の方程式が、(X^2)+(Y^2)+4X=0とまで変形できたときに円だ、とピンとくるべきですよね。x^2 y^2 が含まれていたら円だ!と思っていいでしょうか? 楕円とか、双曲線ってのも問題によってはあるんでしょうか・・・? ちなみに高3です・・・ よろしくお願いします パラメータ表示 直線Lが(x、y)=(p、0)+t(cosθ、sinθ)で表され、放物線y2乗=4pxで切り取られる弦をABとしたときその長さを求める問題があるのですが、自分の問題集ではパラメータを放物線に代入して、tについての方程式にして、その解をα、βとして(α-β)2乗=(α+β)2乗-4αβが長さとしているのですがどうしてですか?方程式の解を一度パラメータの式に代入してから点の距離でやらなくていいのですか? 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた? OKWAVE コラム 陰関数媒介変数表示の微分、媒介変数表示陰関数の微分 なにか微分可能な平面曲線があるとし、その傾きが知りたいとします。 陽関数y=f(x)の微分は、 dy/dx=f'(x)です。 媒介変数表示x=f(t),y=g(t) の微分は、 dy/dx={df(t)/dt}/{dg(t)/dt}です。 陰関数f(x,y)=0の微分は、 dy/dx=-{∂f(x,y)/∂x}/{∂f(x,y)/∂y}です。 陰関数の中に媒介変数があるh(x,y)=h(f(t),g(t))=0 の微分は、どうなるのでしょうか? 媒介変数表示が陰関数になっているf(x,t)=0,g(y,t)=0 の微分は、どうなるのでしょうか? 媒介変数表示→陰関数表示 例えばリサージュ曲線で、 x=sin3t y=sin5t という媒介変数表示されたもので 媒介変数tを消去してxとyだけで表す 具体的な方法が分かりません。 上のリサージュに関しては、チェビシェフの多項式(sinヴァージョン)を利用して、 sin3t=-4(sint)^3+3sint=U_3(sint) sin5t=16(sint)^5-20(sint)^3+5sint=U_5(sint) とすれば、求めるグラフの方程式は U_5(x)=U_3(y) (具体的には16x^5-20x^3+5x=-4y^3+3y) で出るのですが…。 リサージュ曲線だけに限ったことでもかまいません。 どうしてこのような操作で出来るのでしょうか? また、一般的な方法があるのならば、それもご教授いただけると幸いです。 双曲線のパラメータ表示 x^2-y^2=1 で表される双曲線のパラメータ表示は x=1/cosθ,y=tanθ とかけるようですが, このθは図形的にどの角度を表しているのでしょうか? パラメータ パラメータ=媒介変数 x=t×1 y=t×2の場合のtの値 と言うのは分かったのですが 具体的な使用例がいまいちわかりません。 xy2つの数値が導き出されて具体的にどのように使われてどのように動くのか わかりましたら教えて下さい。 陰関数の連立方程式 陰関数の連立方程式 プログラミング言語で数値解析のアルゴリズムを実装しているのですが、 媒介変数表示された陰関数の連立方程式の解法で苦しんでいます。 x = fx(t) y = fy(t) x = gx(t) y = gy(t) の一般的な解法を教えてください。 具体的には、 サイクロイド曲線と放物線の交点座標 x(t) = A(t-sin(t)) y(t) = A(1-cos(t)) y(x) = Bx^2 インボリュート曲線とベジエ曲線の交点座標 x(t) = C(cos(t)+tsin(t)) y(t) = C(sin(t)-tcos(t)) x(t) = (t-1)^3x1 + 3(t-1)^2tx2 + 3(t-1)t^2x3 + t^3x4 y(t) = (t-1)^3y1 + 3(t-1)^2ty2 + 3(t-1)t^2y3 + t^3y4 等の解 t を数値解析によって求めたいということです。 任意の陽関数の連立方程式 y = f(x) y = g(x) を満たす x を求めるアルゴリズム、要するに f(x) - g(x) = 0 の解を求めるアルゴリズムは、既に実装済みです。 ですので、ここまで持ち込んでいただければ必要十分です。 簡単に陽関数の解法のアルゴリズムに持ち込めるかと思ったのですが... パラメータ関数の増減表 C:x=e^t-e^(-t),y=e^3t+e^(-3t) このとき、xの関数yの増減と凹凸を調べ、曲線Cの概形を描け。 という問題なんですが、dx/dtやdy/dt,d^2y/dt^2などを調べていくと思います。これは問題文に調べよとありますから計算したこととしますが、グラフを描くときに増減表を書くと思います。ここでですが、この場合xやyの導関数は実際調べなくとも明らかに正ですよね?ですから増減表を書くときに t|0 … ∞ x|0 → ∞ y|2 ↑ ∞ というように書いてよいのでしょうか?(y軸対称ですからt≧0で考えています)ここでお聞きしたいのは増減表の中に導関数を取り入れていないことが許されるのかということです。そもそも増減表はx,yの動向をつかむためのものであるから、別に導関数をかかなくてもよいと思うのですが。これは予備校の先生に教わったので間違いではないと思うのですが、果たして採点官に認められるのかと思いまして。例えばx=sin3t,y=cos2t(0≦t≦π/2)というようなパラメータ関数があったとして「このグラフの概形を描け」とだけ問題にあったとしたら、dx/dtなど調べなくても実際にtx平面にx=sin3tのグラフを描けば、どこで増加・減少になるかは一目でわかります。 t|0 … π/6 … π/3 … π/2 x|0 ↑ 1 ↓ 0 ↓ -1 (ちょっと上の増減表ずれてるかもしれませんが、…の下に矢印があると判断してください)という感じです。もし許されるのであれば、このように判断できるものは無駄に導関数など調べなくてもよいということになりますし、かなり手間が省けると思います。 以上のことについてアドバイスお願いいたします。 パラーメータ表示 (-1,-3)と(4,1)を結ぶ線分をパラメータ表示せよというので、答えは、x=-1+5t,y+-3+4t (0=<t=<1)となっているのですが、これは線分の式y=(4/5)x-11/5にx=tを代入してx=t, y=4/5t-11/5とかじゃダメなのでしょか? パラメータ表示 a,bを実数として、 x=cos(at)/cos(bt) 、 y=cos(at)/sin(bt) とパラメータ表示したとき、どのような曲線になるでしょうか。 a=b=1のときとか、具体的な場合でもいいのでどのような曲線か知りたいのですが・・・。 アドバイスをお願いします。 数学のパラメータ表示の積分なのですが、 数学のパラメータ表示の積分なのですが、 x=cos^4 y=sin^4 x軸 y軸 で囲まれた面積で、 範囲は(0≦θ≦π/4)です。 微分すると、dx/dθ=-4sinθcos^3θと出てしまい、 グラフの形が読み取れません。 これはどうすればいいんでしょうか? どなたか教えてください。 日本史の転換点?:赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 4次元空間の超平面で、パラメータを消去するには? 4次元のxyzw直交空間を考えます。 直線は、パラメータを用いて、 x=x[0]+a[1]s y=y[0]+b[1]s z=z[0]+c[1]s w=w[0]+d[1]s のように書けて、パラメータを消すと、 (x-x[0])/a[1]=(y-y[0])/b[1]=(z-z[0])/c[1]=(w-w[0])/d[1] のように書けます。 平面(?)は、パラメータを用いて、 x=x[0]+a[1]s+a[2]t y=y[0]+b[1]s+b[2]t z=z[0]+c[1]s+c[2]t w=w[0]+d[1]s+d[2]t のように書けますが、パラメータを消すとどうなるのでしょうか? 超平面は、パラメータを用いて、 x=x[0]+a[1]s+a[2]t+a[3]u y=y[0]+b[1]s+b[2]t+b[3]u z=z[0]+c[1]s+c[2]t+c[3]u w=w[0]+d[1]s+d[2]t+d[3]u のように書けますが、パラメータを消すとどうなるのでしょうか? おそらくAx+By+Cz+Dw+E=0のように書けるとは思いますが、それらの係数は具体的にはどのような形なのでしょうか? 3次元空間の平面の場合には、この最後の問いは、2つの3次元ベクトルの外積で表されると思うので、今回の設定を4次元にしてみました。 陰関数で囲まれた部分の面積を求める理論はありますか 陽関数y=f(x)で囲まれた部分の面積は、 ∫[a,b]f(x)dx を元に求めます。 媒介変数x=f(t),y=g(t)で囲まれた部分の面積は、 ∫[α,β]g(t)*f’(t)dt を元に求めます。 すると、陰関数f(x,y)=0で囲まれた部分の面積はどのように求めればよいのでしょうか。 陰関数が、解いて陽関数で表されたり、置換して媒介変数表示されたり、x、y座標を変換してr、θの極座標などで表されたりすると、当然求められるのですが、それらでうまくいかないときに、いい方法はありますでしょうか。 例えば、添付図は、x^5-x=y^5-yのグラフです。 陽関数表示できないようにするために5次式にしてみただけで数式自体に意味はないです。 たとえ陽関数表示できたとしても、不定積分が初等関数で表されない場合もあり、 x^5-x=y^5-yでできる面積もよく知られた数では表されない可能性もあり、 そのときは数値計算の理論があるかと思いますが、それには興味がないです。 別の例でもいいので、陰関数で囲まれた部分の面積を求める理論がありましたらどうか教えていただきたいと思います。 弧長パラメータとは何? 弧長パラメータは、長さ関数の逆関数によってパラメータ変換することによって得られるそうですが、何故そうやって求められるのでしょうか?そもそも、弧長パラメータの概念が今一つ分からないです。 例えば、 x(t)=(asint,acost,bt) の曲線があるとして、 これの長さ関数は x'(t)=(acost,-bsint,0)より int(0,t)||(x'(t))||dt =int(0,t)sqrt(a^2+b^2)dt =sqrt(a^2+b^2)t より、t=x/sqrt(a^2+b^2) ですから、x(t)の弧長パラメータ表示関数は、 x(s)=(asin(a/sqrt(a^2+b^2)),acos(s/sqrt(a^2+b^2)), bs/sqrt(a^2+b^2)) となると解釈して宜しいのでしょうか? 分かる方がいましたら、回答宜しくお願いします。 変数とパラメータとは違うものでしょうか? 変数とパラメータとは違うものでしょうか? もし違いがあるのならば、どういう違いがあるのでしょうか? たとえば、y=ax+bという式では、yとxは変数で、aとbはパラメータみたいな、いいかげんな理解しかありません。 (aとbが変数になり、yとxがパラメータになることもあることはわかります。) 解説のあるURLとかもあったら教えてください。 パラメータ変換について 「一般に、曲線が γ(t)=(x(t),y(t)) (a≦t≦b) とパラメータを用いて表示されているとする。区間[c,b]から[a,b]の上への単調増加関数 t=t(u) (t(c)=a,t(d)=b)に対して γ~(u)=γ(t(u)) (c≦u≦d) は、図形としてはγ(t)が表すものと同じ曲線を与える」 …と教科書に書いてあったのですが、なぜ同じ曲線になるのかが分かりません。 分かる方いましたら、教えて下さい。 陰関数のグラフを表示させるには 入力された陰関数のグラフを表示させたいのですが、 式を解析せずに描画できるようなアルゴリズムはありますか。 不等式を表示するときは次のようにしているのですが、 1.任意の不等式全体を入力してもらう 2.式が戻り値で、引数x,yの関数を作成。 3.x,yの値を変化させて関数を呼び出す。 4.関数の戻り値が真なら点を描画する。 まぁこれは関係ないと思いますが… よろしくお願いします。 パラメーター パラメーターのグラフ x=(1+cosθ)cosθ、y=(1+cosθ)sinθ(ーπ≦θ≦π)のグラフを書け。 添付画像のところまでは調べたのですが、θが、異なる値の時、x、yは同じ値をとるか、グラフの凹凸が調べられません。教えてください。 球体の面積のパラメータ表示 半径がr(>0)の球面のパラメータ表示を利用して、球面の面積を求めよ、と言う問題です。面積をSとしたときに S=4πr^2 に帰着するように、式を展開したいです。そのパラメータ表示は、 1. P(u,v)=(r cosu cosv, r cosu sinv, r sinu) 2. Q(x,y)=(x, y, ±r^2-√(x^2-y^2) ) 3. Φ(u,v)=(√(r^2-v^2) cosu, √(r^2-u^2) cosv, v) の3つです。 1.の場合だと、面積要素|Pu×Pv|(偏微分同士の外積)を求めて、それをuとvで二重積分すれば良いんですよね? ∬|Pu×Pv|dudv になると思うのですが・・・。 その際に、積分範囲は、どのようになるのでしょうか。どなたか、教えてください。お願いします。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば? Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市(長野県)在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 人文・社会科学 語学 自然科学 数学・算数 応用科学(農工医) 学校 受験・進学 留学 その他(学問・教育) カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル?プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す!格安SIMと端末選びのポイントは? 友達って必要?友情って何だろう 大震災時の現実とは?私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ!負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる! OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
お礼
有り難うございました。先生の御回答を拝見し、私自身もう少し良く考えるべきだったと反省しております。実は、アーベル積分に絡む問題で、具体的計算がわかりませんでした。お陰様でスッキリしました。