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(途中)大人用 100通りで。1997 大学入試センター試験 本試験 数学II・数学IIB【1】「(その2/3)共通テスト 数学対策 数BC⑳ 2変数関数の最小値」様 をChatGPT先生にsympyを教えてもらいました。

Last updated at Posted at 2025-11-25

データ分析の上限に達しました。さらにご利用を続けるには無料の Plus をお試しください. もしくは、明日の 19:46 以降に制限がリセットされるまでお待ちください。

待ちます。

(その1/3)
(その2/3) 本ページ
(その3/3 作成中)

(再)オリジナル

Youtube

えいちゃんねる 様 (0:00〜2:56) はじめまして。よろしくお願いします。
↓共通テスト 数学対策 数BC⑳ 2変数関数の最小値
https://youtu.be/AN4EVGcawjc

web

大学入試数学問題集成 様へ。いつもお世話になっております。
問題文(mathjax テキスト形式)
↓1997 大学入試センター試験 本試験 数学II・数学IIBMathJax【1】
https://mathexamtest.jp/1997/199710000/1997100000400mj.html

sympyのweb上での実行方法

SymPy Live Shellで。FreeCADのマクロは、以下で実行できません。
https://qiita.com/mrrclb48z/items/00dd08b0317069be9342#web%E4%B8%8A%E3%81%AE%E5%AE%9F%E8%A1%8C%E6%96%B9%E6%B3%95sympy-live-shell%E3%81%A7

(本日の)ChatGPT先生へ。極座標(角度でパラメータ化)で

・以下、かなり省略しています。

11x^2+12*x*y+6y^2=4 の時、x^2+y^2 の最大値と最小値 を 極座標(角度でパラメータ化)の方法で教えて下さい。
sympy のソースコードで教えて下さい。
from sympy import *

# 角度 θ
theta = symbols('theta', real=True)

# 極座標 x=r*cosθ, y=r*sinθ を代入したときの Q(θ)
Q = 11*cos(theta)**2 + 12*cos(theta)*sin(theta) + 6*sin(theta)**2

# x^2 + y^2 = r^2 = 4 / Q(θ)
r2 = 4 / Q

# r^2 の最大最小を求める → Q の最小最大を求める
dQ = diff(Q, theta)

# dQ=0 を解いて θ を求める
crit_theta = solve(dQ, theta)

# その θ で Q(θ) の値を求める
Q_values = [simplify(Q.subs(theta, t)) for t in crit_theta]

# 最大値・最小値
Q_max = max(Q_values)
Q_min = min(Q_values)

# x^2+y^2 = r^2
r2_min = 4 / Q_max
r2_max = 4 / Q_min

print("Q(θ) =", simplify(Q))
print("臨界角 θ =", crit_theta)
print("Q の値 =", Q_values)
print("最小の r^2 =", r2_min)
print("最大の r^2 =", r2_max)

Q(θ) = 6*sin(2*theta) + 5*cos(2*theta)/2 + 17/2
臨界角 θ = [2*atan(2/3 - sqrt(13)/3), 2*atan(2/3 + sqrt(13)/3), -2*atan(3/2 - sqrt(13)/2), -2*atan(3/2 + sqrt(13)/2)]
Q の値 = [2, 2, 15, 15]
最小の r^2 = 4/15
最大の r^2 = 2
グラフ描画で

image.png

斜めの楕円の図をお願いします。最大値と最小値の位置と長さを表示して下さい。
斜めの楕円の図をお願いします。最大値と最小値の位置と長さと角度を表示して下さい。

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Gemini先生へ

copilot先生へ

いつもの? sympyの実行環境と 参考のおすすめです。

(テンプレート)

いつもと違うおすすめです。

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