イマセン第12回 数の感覚〜その3〜

 

解答 

(3)  <    (4)  < 2

 

解説

(3)(4) 円周率が関係している。先ほどのルート同士のように2乗してみても意味がない。そのような場合に大小比較するためには、次のように具体的にどういう数なのか、小数第何位かは覚えていないといけない

   ,  ,  , 

これらからたとえば、 や、 などの大小関係が成り立つことが分かる。

 

(3) 小数第何位まで使うのかは問題に応じて変えればよいが、少ないに越したことはないので、まず小数を使わずに考えてみると、

   
   また、 より 

 したがって、これでは2数の大小比較ができない。そこでもう少し細かく小数第一位まで見てみると、

  
  また、 より 

 これでようやく、 <  であることが分かった。

 

(4) こんどは(2)と同じように、引き算して考えよう。ただし引き算した後、やや「職人技」な変形を要する。

   であることを利用して、

   ・・・(*)

 ここから何がしたいのかといえば、(*)<0 であることを示すことである。「大きく見積もってを4にしてもなお、(*)は0より小さい」ことが分かれば < 2といえるのだ。そしてもはやは無いので、(2)までと同じような方法で大小比較をすればよい。

  (*)=

であり、 ,  であるから、 すなわち (*)<0である。

したがってこれでようやく、  < 2 であることが分かった。

 

 逆にもし仮に、 であることを利用して、

   ・・・(**)

 としたならば、「(**)>0 がいえて > 2である」という流れにならないと、(実際はウソなのだが)理論的には正しくない。しかし残念なことに、実際は(**)<0がいえてしまうし、だからといって、,・・・などと細かく見積もったとしても同じことである。したがって(**)のように変形しても、先が続かないのだ。

 

 つまりややこしい数の大小比較は、あらかじめ「2の方が大きいな」などととアタリをつけて、それをいかに証明するかという点に気を配らないと、先が続かない計算に陥ることになる。そしてそのためには、繰り返しになるがいろいろな数が、具体的にどういう数なのか、小数第何位かは覚えていないといけないのだ。例えばとすることにより、

 

なので、  2 を示そう、という流れになるのだ。

 

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