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Mathematics Senior High

このマーカーで引いたところって、Q中心の半径1の円で-2t分回転させたからこのような座標隣っているのですか?

重要 例題 287 曲線の長さ (2) 円C:x+y2=9の内側を半径1の円Dが滑らずに転がる。時刻 t において D は点 (3cost, 3sint) でCに接している。 (1) 時刻 t=0 において点 (3,0)にあったD上の点Pの時刻t における座標 (x(t),y(t)) を求めよ。ただし, 0≦t≦πとする。 2 X(2) (1) の範囲で点Pの描く曲線の長さを求めよ。 [類 早稲田大〕 基本286 指針 (1) ベクトルを利用。 PはDの円周上にあり, Dの中心Qとともに動く。 そこで OP=OQ+QP (Oは原点)として, QP をもの式で表す。 Q, 毎日 円x2+y2=2(x>0)の周上の点Pの座標は (rcost, rsint) で表され,このとき OP がx軸の正の方向となす角はtである。 dx (2) p.465 基本事項 ① S. √ (d) + (a)* dy Ja V dt dt 解答 (1) A(3, 0), T(3 cost, 3sint) 3. 00107: DとCがTで接しているとき, Dの中心Qの座標は (2cost, 2sint) である。 また, TP=TA=3tである から,x軸の正の方向から半直線 QP への角は t-3t=-2t よって 0を原点とすると OP=OQ+QP introst ( = 16 sin²³-t 2 dt の公式を利用。 (2cost2sint)+(cos(2t), sin(-2t))ヶ =(2cost+cos2t, 2sint-sin2t) (2) x(t)=-2sint-2sin2t, y' (t)=2cost-2cos2t から {x' (t)}²+{y'(t)}²=4(sin²t+2 sintsin2t+sin²2t)=1 +4(cos²t-2 cost cos 2t+ cos²2t) =4(2-2cos3t)=8 (1-cos3t) よって、求める曲線の長さは 3 3 St / 16sin222tdt = S." asin 2/2 tdt 10 大 0905 YA 3 C D St 3 = =4・ -4. [-cos/211³-¹6) ・COS ・土 3 2 0 $3+$1 Q 3t 0≤t≤ 2012/2πであるから sin ²01² 3 T(3cost, 3sint) (0²2) 5 (1) ²2=(²²+²²= < sin20+ cos20=1, costcos 2t-sintsin2t =cos(t+2t) 半角の公式により -2t3 AX T 2004: 点Pの描く曲線はハイポ サイクロイドである(p.137 でα=3、b=1の場合)。 1-cos 3t =sin²t 2 RCK TO 100 4467 ◄S³* √ {x' (t)}²³+ {y'(t)}² dt 練習 a>0とする。 長さ2maのひもが一方の端を半径aの円周上の点Aに固定して, ©287 その円に巻きつけてある。このひもを引っ張りながら円からはずしていくとき, ひもの他方の端 P が描く曲線の長さを求めよ。 8章 41 曲線の長さ、速度と道のり 下移動

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茶色の紙に書いたグラフは解答の場合わけの[1][2][3]のどの部類に入っていますか?お願いします

5 0143 [3] [2] f(x) = - ゆえに,y= x= r= S x=1/3であ したがって Ad である。 √3 2 x=2で最大となり (-)--(-) + 0 9- 2 2のとき最大 √2 a ?? で最大とな asino (sus)の最大 ¹0+asin0=(1-sin³0)+asino 20+asin0+1 ら の最大値をaの式で表せ。 y=-x2+ax+1 √3 最大値は と s(x) = -(x - 2)²³4 0² 上に凸の放物線で軸は直線 のとき 今のとき xs. Fat 12/2+1 +1=- 2 のとき-2a+1. savのとき safat/12 √2 2 +1. a+ 10 4miel のとき 68-0 200 +1 Y800 変数のおき 愛域が変わること [1] sin0=x とおくと, -1≦x≦1であり, 方程式は 2(1-x2)+2kx+k-5=0 すなわち 2x²-2kx-k+3=0 この左辺をf(x) とすると、求める条件は、方程式f(x)=0が 1≦x≦1の範囲に少なくとも1つの解をもつことである。 2 (x²-kx). 2(x-112) ON [2] [3] 最大 √3 2 最 a 22 練習 0 の方程式 2cos20+2ksin0+k-5=0 を満たす0があるような定数kの値の範囲を求めよ。 √2 a 22 ⑩ 変数のおき換え 変域が変わることに これは,放物線y=f(x)とx軸の共有点について,次の[1] [11] たは [2] または [3] が成り立つことと同じである。 [1] 放物線y=f(x) が-1<x<1の範囲で, x軸と異なる2 点で交わる。 または接する。 このための条件は、f(x)=0 の 判別式をDとすると D≧0 ここで =(-k)²-2(−k+3)=k²+2k−6 k2+2k-6=0 の解は k=-1±√7 よって D≧0 すなわちk+2k-6≧0の解は ks-1-√√7 −1+√7 ≤k =1について-1</1/28 <1 軸x= すなわち、 f(-1)=k+5>0から (1) = -3k+5> 0 から -2<k <2 k>-5 ****** ****** ② 5 −1+√7 ≤k</ 2x² 2 a=0 ①~④ の共通範囲を求めて [2] 放物線y=f(x) が-1<x<1の範囲で, x軸とただ1点2 で交わり、他の1点はx<-1, 1<xの範囲にある。 このための条件は f(-1)ƒ(1) <0 したがって (k+5)(-3k+5) <0 ゆえに (k+5)(3k-5)>0 よって k<-5, 5 3 ゆえに a=-1 直線が放物線上の点 (0, 0) で接するとき これらが境目となるから -1≤a≤0 ・<k 5-1-7-2 -1+√752 [3] 放物線y=f(x)がx軸とx=-1 または x=1で交わる 5 3 f(-1)=0 またはf(1) = 0 から k-5 またはk= 求めるkの値の範囲は, [1], [2], [3] を合わせて k≦-5, -1+√7 ≦k N kxk-k+3 10 検討 [本冊 p.224 重要例題 143 の別解] 方程式x2ax+2a=0が-1≦x≦1の範囲に少なくとも1 つの解をもつための条件は, 図形的に考えると、次のように して求めることができる。 x2-ax+2a=0 から x2=a(x-2) 求める条件は, 放物線y=x2 と直線 y=a(x-2) の共有点のx座標が -1≦x≦1の範囲にあることと同じ である。 直線が放物線上の点 (1, 1) を通る とき 1=α(1-2) -10 k マxlとx=1で 変わる 2 数学Ⅱ 139 y=x2 1 a=-1 a=0 2 12 x ya Noo + TY=0 y 1 4章 x [三角関数 -1 loo x [2]と[3] をまとめて, (-1)/(1)≧0としても よい。 ← α について整理。 ←直線y=a(x-2) は, 常に点 (20) を通る。 1

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