数学
高校生
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を求めよ。 X N225 放物線y= 2x° 上を動く点Pがある。点Pと2点A(-1, 0), B(0, -2)を 頂点とする△ ABP の面積が最小となるような点Pの座標を求めよ。
EP(a,2a)とa%o ABO 40円 O42 (xt) g-2スー-2.@ イo OとPしの距離dか最小をつれ.. (20r2ar21 「ち キキ .. (20 4204+2| de 2a'42at2=fia)とす00 4+1 2(att)+} 1, a--zの好 Hra)13farとでmo fra7が食 現小 でかときンEPは (もと)
64 2章 四形と方程式 (数学Ⅱ) |2t+2°+2| …D …2 224 3r+2y=12 2 |ピ+t+1| 5 3x+2y=36 …3 =3x …の 2,5 ォ-2y=0 5 VA Ys 25(+) 3) 3/5 5 10 (D のとき最小と であるから,dはt=D- BV なる。 したがって,△ABP の面積が最小となる 点Pの座標は 直線のが直線3, 直線④と交わる点をそ れぞれA, Bとし、直線②が直線3, 直 線のと交わる点をそれぞれD, Cとする。 4点A, B, C, Dの座標を求めると P 226 2次の項に着目すると 228 9 D(4, 12) x*+xy-6y? = (x+3y)(x-2y) であるから,p, qを定数として x°+xy-6y?-x+7y+a = (x+3y+p)(x-2y+q) …① これより 5,13 AB = 3 4 6 5/13 とおくことができる。 CD = (4-9)?+[12 のの右辺 = x°+xy-6y°+ (b+q)x +(-2p+3q)y+g であるから,①がx, yについての恒等式 2 また,点Dと直線①,すなわち 3x+2y-12 =0の距離dは 13·4+2·12-12| V3°+2° 各のが 等い. 24 になるのは,係数を比較すると d= 13 p+q=-1, -2カ+3q=7, pq=a したがって,台形 ABCD の面積Sは- (ory)な2る+sp成り立つときである。これを解いて スー-スrクラra このニが成は らいてる 11 p=-2, q=1, a=-2 このとき,与式は S= (AB+CD)·d 1/5/13 5/13 24 = 40 L V13 (x+3y-2)(x-2y+1)=0 となり,2直線 2 6 2 225 点Pと直線 ABの距離をdとすると,(ytH)exみ) x+3y-2=0 とx-2y+1=0 を表す。 AABPの面積Sは のに()) nりはポつ。 s-AB .d· AB したがって, 与式が2直線を表すのは AB は定数であるから, Sが最小になるの は,dが最小になるときである。 ここで,直線 ABの方程式は a=-2 のときで,このときの2直線の方程式は x+3y-2=0, x-2y+1=0 227 x*+y°-2/3x-2y+3=0より (x-3)+ (y-1)" =1 この円の中心(/3, 1) をCとし, この円 と円+y? = 16 を図示すると,次の図 のようになる。 -2-0, y= 0+1 すなわち 2x+y+2=0 Pは放物線y= 2x° 上の点であるから P(t, 2t°) とおける。このとき

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