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必要条件と十分条件

    U S (id: 2482) (2023年9月30日6:19)
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    式変形で、b=-1というのは、すぐに導くことができます。 ただし、気になるのは、b=-1であることはこの段階では必要条件であって十分条件でない、とあるので、 自分なりにノートに考察を加えてました。 ノートで合ってます? 値を求めよとか、条件をもとめよという問題は、 このように答案を作成するときは必要十分条件を考えないといけないのですか? よく分からないです。

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    回答

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年9月30日8:46)
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    U Sさん、おはようございます。 え~と、ひょっとするとちょっと誤解しているのかもしれませんね。 ここでは、恒等式となるように未定係数を定めようとしています。 数値代入法では、恒等式なら→x=0のとき成り立つはず という考えなので、あくまでも必要条件です。 だって、x=0のときに成り立ったからと言って、x=3のときに成り立つ保証はないですから。 数値代入法の本質として、必要条件でしかないのです。 本当なら、x=1、x=5、x=-3、x=0.5など、すべての実数を代入して確認しなければ恒等式になるという証明にはなりません。ですから、数値代入法で、いくつかの値を(この問題では未定係数が1個だから1つの値でいい)代入して求めた未定係数の値はあくまで必要条件でしかないのです。 よって、「数値代入法を用いたときは、十分条件でもあることを示す必要があります」! しかし、その下にある、係数比較法はそうではありません。これは式として完璧に一致させているので、そのままで必要十分条件です。係数比較法で未定係数を求めたときは、もうそのまま答として大丈夫です。 というわけで、十分条件の検証が必要かどうかは、議論に使った道具次第です。 一長一短ですが、数値代入法は計算が少なくて済みますが十分条件を示す必要あり。係数比較法は式が複雑な時は式の計算自体が面倒なことがありますが、求まった答はそのまま通用します。 はたして、あなたの疑問に答えられたのかどうか心配です。ちょっとずれているようなら、もうすこし詳しく(特に最後の写真の中味)書いてくれませんか? これで大丈夫ですか?コメント欄に返事を書いてください。
    U S (id: 2482) (2023年9月30日9:18)
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    ありがとうございます。 関数がxの式で表せるなら xの恒等式になることを知って解答を作る必要があるんですね。 数値代入法という方法で答えを出すなら、 数値代入法について知っておかないといけないと言うことですね。 十分条件を書かないと、採点者によっては、bを導けたとしても、×ですね。 自分なら×にしてしまうかも。 勉強になります。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年9月30日9:30)
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    お役に立てたのならよかったです。

    U S (id: 2482) (2023年9月30日10:01)
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    もう一つ、分かれば教えてください。 「数値代入法を用いたときは、十分条件でもあることを示す必要があります」 私が添付した写真2枚目の解答だとどの部分にあてはまりますか?

    U S (id: 2482) (2023年9月30日10:01)
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    写真1枚目でした

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年9月30日10:23)
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    「このときⒶはxの恒等式である」の部分です。厳密に書くと、「b=-1のとき、左辺はこれこれ、右辺はこれこれになり、Ⓐが恒等式であることが示される」と書きます。模範解答の書き方は「これだけじゃ必要条件であることは知っていますよ。そうなんだけれど、頭の中でb=-1を代入して確かめた。書かないけれど。そしたら両辺が同じ式なったので、恒等式である、詳しくは書かないけど…」という感じで省略されています。ま、式自体が簡単なので、これで済ませているのでしょう。

    U S (id: 2482) (2023年9月30日10:36)
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    なるほど 恒等式というのを前提で議論を進めたら、b=-1になったということでしょうか? 恒等式じゃない場合も現実としてあるのでしょうか?

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年9月30日12:06)
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    ①そのとおりです! ②未定の係数の個数だけxに値を入れてやれば、未定係数の連立方程式ができますが、それが解けるような連立方程式なら、ほぼないです(笑)。ましてや数学の練習問題として出されるものだったら99%ないでしょう(残り1%は出題ミスか意地悪問題)。だからと言って、十分条件になることも言わなければ論理的にはおかしい議論になってしまいます。連立方程式が解なしや、解が無限に出てきたりするときはだめですね。

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