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基本 例題 145 放物線上の点と定点の距離の最小
00000
放物線y=6x上の点P と, 定点A(a, 0) の距離の最小値を求めよ。ただし
は実数の定数とする。
距離は2乗して扱う に従い,P(s, t) として PA” を
指針
計算。 また, t2=6s
① より PA2はsの2次式で表さ
P.
れるから 基本形に直す。
A
P
a
0
基本事項
1 曲線 F
曲線 F
程式は
② 2次曲
方程式
→ ①からわかる, かくれた条件s ≧ 0 に注意。
s の範囲が s≧0 であることから,軸の位置について
[1] 軸≦0 [2] 軸>0 で場合分けして最小値を求める。
なお, α は任意の実数値をとりうる。
CHART 2次式は基本形α(x-p) +α に直す
P(s, t) とすると
a
のとき]
解説
方程式
x2+y2-
線を表す
という。
これま
ること
解答
PA2= (s-a)'+t
点Pは放物線y2=6x上にあるから
t2=6s
ときは,
Ma≦3のとき
PA2A
ゆえに
PA'= (s-a)+6s
しかし,
軸
の1つ
=s2-2(a-3)s+α²
={s-(a-3)}-(a-3)2 +α²
={s-(a-3)}'+6a-9
S=
-≧0 であるから
s≧0
6
[1] α-3≦0 すなわち as3のとき
PA2 は s=0 のとき最小となり,最小値は 2
[2] 0<a-3 すなわち α>3のとき
PA2はs=a-3のとき最小となり, 最小値は 6α-9
PA>0であるから, PA2が最小となるときPAも最小と
なる。
軸が区間
の左外
a-3
a3のとき
a²
6a-9
軸が区間内
APA2
Q2
が2つ
例
曲線 F
曲線
した曲
C上の
点P (2
点Q