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Mathematics Senior High

φ-θの取りうる値の範囲はどのように決めるのでしょうか?

441 2つの円C: (x-1)2+y2=1 と D : (x+2)2+y2 = 72 を考える。 また原点を O(0,0)とする。 このとき、次の問に答えよ。 2016年度 〔2〕 Level A (1) 円 C上に,y座標が正であるような点Pをとり,x軸の正の部分と線分 OP の なす角を0とする。このとき,点Pの座標と線分 OP の長さを 0 を用いて表せ。 (2)(1)でとった点 P を固定したまま,点Qが円D上を動くとき、△OPQ の面積が 最大になるときのQの座標を0を用いて表せ。 (3) 点Pが円C上を動き, 点Qが円D上を動くとき, △OPQ の面積の最大値を求 めよ。 ただし(2),(3)においては,3点O,P,Qが同一直線上にあるときは,△OPQの 面積は0であるとする。 解法 1 イント JC上にある点P, 円 D上にある点Qを考えるのであるから, そのパラメ ータ表示には, 三角関数を用いるのが自然である。これに, 三角形の面積の公式 OE = (x1,y1), OF = (x2, y2) とするとき △OEF= ===—=—=12²₁3 -|X1Y2—X2Y1| を用いて面積を表すことができれば、あとは微分法によればよい。 本題では,2点P, Q が動くとき, 「まず1点Pを固定する」という基本的な考え方 が誘導されている。 〔解法1] では,厳密に論証を重ねながら計算を進めるが,直観的には (1), (2)の結果は ほぼ明らかである。 点Pは第1象限に限られているので, 三角比の問題として処理で きるからである。 〔解法2〕では,この方針で(1), (2) を解答する。 π (1) 円Cの中心をAとおくと, A (1, 0) である。 また,0は0<8<- の範囲にあ

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これの(1)って②が出た時点で答え出したらダメなんですか?

11/2 11/6 「実力アップ問題 44 難易度 ★★★ CHECK 1 実数tに対して, xy平面上の直線 (1-t)x-2ty=1+fはtの値によらず| CHECK 3 ある円Cに接しているものとする。 次の問いに答えよ。 (1) 円℃ の方程式を求めよ。 また, 接点の座標を求めよ。 4 (2) tt≧1の範囲を動くとき, 直線の通過する範囲を図示せよ。 (神戸大) (1) (1-f)x-2ty=1+f... ① (t: 実数) 1+f>0より,① の両辺を1+fで 割って, ヒント! (1) -t=tane (-90° <<90°) とおくと, 直線の式は, 半径1の 円に接する接線になっていることがわかるはずだ。 -xx+ 1+t². (1+12) 2t y=1・・・② もいい。 2-(-t) 1+(-1)²1+(-1) ² ここで, -t=tan0 (−90°<8<90°) とおくと, 1-t² _ 1-tan²0 = 1+² 1+tan²0 = cos20 1-(-t)² tを新たに uとおいて 90° 090° 0 -90°<6<90° のとき 実 は, 数全体を動ける。 -2t 2tan0 1+²¯¯¯ 1+tan²0 以上より, ②式は, (cos20) x + (sin20).y = 1 となる。 ③は、右図に示す 接点 ように、原点を中 (cos20, sin20) -t=tan0 心とする半径1の 円周上の点 (cos20, sin20) における接 線の方程式である。 ・求める円 C の方程式は, x2+y^2=1. = sin20 公式通り .....(3) 01 20 ・ CHECK 2 接線 ③ i 1 また,その接点の座標は, (cos20, sin20) = (2) ≧1のとき, -t≦ -1 tan0 ≦-1より, -90° <0 ≤-45° が、xy平面に 描かれる様子 を右図に示す。 -180°<20≦-90° このとき, C 上の点 (cos20, sin20) における接線 以上より,t≧1 のとき, 直線 ① の通過する領 域を右図に網 目部で示す。 /境界線は実線を 含み, 破線は含 \まない。 - 2t 1+t², 1+t²) ・・・( ・・ - 三角関数 YA 0 θ=-90° 接点 0=-45° x=- 28-180°の 20=-90° の ときの接線 ときの接線 x -y= 今回は,文字定数の方程式の実数解の存 在条件にもち込むのではなく, 図形的に 考えていった方がスッキリ解ける。 67

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