問題は全部で6題あります。それぞれ、複素数の計算、2次不等式の表す領域、関数のグラフ、指数関数・対数関数の計算、三角関数の値、関数の極限を求める問題です。

解析学複素数2次不等式分数関数無理関数指数関数対数関数三角関数極限
2025/7/24
はい、承知いたしました。画像に記載された数学の問題を解きます。

1. 問題の内容

問題は全部で6題あります。それぞれ、複素数の計算、2次不等式の表す領域、関数のグラフ、指数関数・対数関数の計算、三角関数の値、関数の極限を求める問題です。

2. 解き方の手順

**問題1 (複素数)**
(1) (33i)2(\sqrt{3}-3i)^2 の計算:
(33i)2=(3)2233i+(3i)2=363i9=663i(\sqrt{3}-3i)^2 = (\sqrt{3})^2 - 2 \cdot \sqrt{3} \cdot 3i + (3i)^2 = 3 - 6\sqrt{3}i - 9 = -6 - 6\sqrt{3}i
(2) 4+3i2i\frac{4+3i}{2-i} の計算:
分母の複素共役 2+i2+i を分母分子にかけます。
4+3i2i=(4+3i)(2+i)(2i)(2+i)=8+4i+6i+3i24i2=8+10i34+1=5+10i5=1+2i\frac{4+3i}{2-i} = \frac{(4+3i)(2+i)}{(2-i)(2+i)} = \frac{8 + 4i + 6i + 3i^2}{4 - i^2} = \frac{8 + 10i - 3}{4 + 1} = \frac{5+10i}{5} = 1 + 2i
**問題2 (2次不等式)**
(1) x+2y2<0x + 2y - 2 < 0 つまり 2y<x+22y < -x + 2y<12x+1y < -\frac{1}{2}x + 1
(2) x24x+y2+6y+4>0x^2 - 4x + y^2 + 6y + 4 > 0
平方完成をします。 (x24x+4)+(y2+6y+9)+449>0(x^2 - 4x + 4) + (y^2 + 6y + 9) + 4 - 4 - 9 > 0
(x2)2+(y+3)2>9=32(x-2)^2 + (y+3)^2 > 9 = 3^2
これは中心が (2,3)(2, -3) で、半径が3の円の外部を表します。
求める領域は、y<12x+1y < -\frac{1}{2}x + 1 の領域と、(x2)2+(y+3)2>9(x-2)^2 + (y+3)^2 > 9 の領域の共通部分です。グラフの図示は省略します。
**問題3 (分数関数・無理関数)**
(1) f(x)=3x2f(x) = \sqrt{-3x-2}
定義域は 3x20-3x-2 \geq 0 より x23x \leq -\frac{2}{3}
(2) f(x)=2x+12x+3f(x) = \frac{2x+1}{2x+3}
f(x)=2x+322x+3=122x+3=11x+32f(x) = \frac{2x+3-2}{2x+3} = 1-\frac{2}{2x+3}= 1-\frac{1}{x+\frac{3}{2}}
漸近線は x=32x=-\frac{3}{2}y=1y=1
グラフの図示は省略します。
**問題4 (指数関数・対数関数)**
(1) 432=(412)3=23=84^{\frac{3}{2}} = (4^{\frac{1}{2}})^3 = 2^3 = 8
(2) log381=log3(34)=4\log_3 81 = \log_3 (3^4) = 4
(3) log188=log18(18)1=1\log_{\frac{1}{8}} 8 = \log_{\frac{1}{8}} (\frac{1}{8})^{-1} = -1
(4) log414+log82+log22=1+log232+log2212=1+13+12=1+2+36=1+56=16\log_4 \frac{1}{4} + \log_8 2 + \log_2 \sqrt{2} = -1 + \log_{2^3} 2 + \log_2 2^{\frac{1}{2}} = -1 + \frac{1}{3} + \frac{1}{2} = -1 + \frac{2+3}{6} = -1 + \frac{5}{6} = -\frac{1}{6}
**問題5 (三角関数)**
(1) sin120=sin(18060)=sin60=32\sin 120^\circ = \sin (180^\circ - 60^\circ) = \sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}
(2) cos60=12\cos 60^\circ = \frac{1}{2}
(3) sin4π3=sin(π+π3)=sinπ3=32\sin \frac{4\pi}{3} = \sin (\pi + \frac{\pi}{3}) = -\sin \frac{\pi}{3} = -\frac{\sqrt{3}}{2}
(4) tan5π4=tan(π+π4)=tanπ4=1\tan \frac{5\pi}{4} = \tan (\pi + \frac{\pi}{4}) = \tan \frac{\pi}{4} = 1
(5) sin(π4)=sinπ4=22\sin (-\frac{\pi}{4}) = -\sin \frac{\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2}
**問題6 (関数の極限)**
(1) limx2x24x25x+6=limx2(x2)(x+2)(x2)(x3)=limx2x+2x3=2+223=41=4\lim_{x \to 2} \frac{x^2 - 4}{x^2 - 5x + 6} = \lim_{x \to 2} \frac{(x-2)(x+2)}{(x-2)(x-3)} = \lim_{x \to 2} \frac{x+2}{x-3} = \frac{2+2}{2-3} = \frac{4}{-1} = -4
(2) limx5x2+4x+28x2+4x+3=limx5+4x+2x28+4x+3x2=5+0+08+0+0=58\lim_{x \to \infty} \frac{5x^2 + 4x + 2}{8x^2 + 4x + 3} = \lim_{x \to \infty} \frac{5 + \frac{4}{x} + \frac{2}{x^2}}{8 + \frac{4}{x} + \frac{3}{x^2}} = \frac{5 + 0 + 0}{8 + 0 + 0} = \frac{5}{8}

3. 最終的な答え

問題1:
(1) 663i-6 - 6\sqrt{3}i
(2) 1+2i1 + 2i
問題2:
領域を図示 (省略)
問題3:
グラフを描画 (省略)
問題4:
(1) 8
(2) 4
(3) -1
(4) -1/6
問題5:
(1) 32\frac{\sqrt{3}}{2}
(2) 12\frac{1}{2}
(3) 32-\frac{\sqrt{3}}{2}
(4) 1
(5) 22-\frac{\sqrt{2}}{2}
問題6:
(1) -4
(2) 58\frac{5}{8}

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