設定：$f = 30\,\text{cm}$、$a = 15\,\text{cm}$（$a < f$）。
(1) 作図：主軸に平行な光と、焦点から出た（ように進む）光を利用して作図します。$a < f$ のため反射光は発散し、後方に延長すると交わります。
(2) 写像公式：凹面鏡の公式 $\dfrac{1}{a} + \dfrac{1}{b} = \dfrac{1}{f}$ に $a = 15$、$f = 30$ を代入：
$$\frac{1}{b} = \frac{1}{f} - \frac{1}{a} = \frac{1}{30} - \frac{1}{15} = \frac{1 - 2}{30} = -\frac{1}{30}$$ $$\therefore \quad b = -30\;\text{cm}$$$b < 0$ であるから、凹面鏡の後方 $30\,\text{cm}$ に虚像ができます。
倍率：$m = \left|\dfrac{b}{a}\right| = \left|\dfrac{-30}{15}\right| = 2.0$
像の大きさ：$10 \times 2.0 = 20\,\text{cm}$
(3) 物体を凹面鏡に近づけると、$a$ が小さくなり $b$ の絶対値も小さくなる。正立虚像は凹面鏡に近づき、大きさは小さくなって $10\,\text{cm}$ に近づく。
凹面鏡の後方 $30\,\text{cm}$ に大きさ $20\,\text{cm}$ の正立虚像。
(3) 正立虚像は凹面鏡に近づき、小さくなって $10\,\text{cm}$ に近づく。
2つの波が出会っても互いに影響を及ぼしません（波の独立性）。重なっている部分では変位の和が合成波の変位になります。
凹面鏡で $a < f$ のとき $b < 0$ → 鏡の後方に正立虚像。凸面鏡は常に $b < 0$ で正立虚像。
この問題で使う主な公式：
$$v = f\lambda \quad \text{（波の基本式）}$$ $$y = A\sin 2\pi\left(\frac{t}{T} - \frac{x}{\lambda}\right) \quad \text{（正弦波の式）}$$ $$f' = \frac{V \pm v_o}{V \mp v_s} f \quad \text{（ドップラー効果）}$$