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数学 高校生

この接戦がなんで中点を通るのかが分かりません

Bを ²+ 5F 1 3 座標平面において, 原点Oを中心とする円x2+y2=9をCとする。 Cを平行移動して, 中心が直線y=3x上にあり,かつ直線y=-2に接するようにする。 このようにして得られる2つの円を C, C2 とする。 ただし, C, の中心は第1象限にあるものとする。 ア (1) C1の中心0」 の座標は [[解答] (ア) 333 (イ) (シス) -2 (2) C2の中心をO2 とする。 O2 の座標は 点の座標は ケコ サ さらに, 円 C1 C2 の両方に接する直線のうち, 傾きが負であるものの方程式は +x+ ソ +10=0である。 (ウ) 1 S=I ウ シスである。 (セ) 3 である。 エオ カ (エオ) (キク) -5 (カ) (ソ) 4 程式はy+2=(x+2/2)(<0) とおける。 2 変形すると kx-」 x-y+jk- k-2=0 キクであり,線分 002の中 この直線と O. ( 13, 1)の距離が3であるから 1 すなわち |-3|=3√k²+1 整理すると k(4k+3)=0 よって, 求める直線の方程式は 3 ゆえに 02 (1/2-5) −5) (ケコ) (サ) (1) 円 C の中心0は直線y=3x上にあるから, 01 (t,3t) とおける。 C1 は直線y=-2に接し, 0」 は第1象限にあり, 半径は 3であるから 3t-(-2)=3 よって t==1/3 ゆえに 0₁(3, 1) (2) 円 C2 の中心O2は直線y=3x上にあるから, O2(s, 3s) とおける。 25 met my s C2 は直線y=-2に接し, O2は直線y=-2の下側にあ り, 半径は3であるから -2-3s=3 5 よって 3 線分 002 の中点は 5 (1 + (-3), 1+ (-5)) 3 すなわち (-2) 2 2 C1, C2 の両方に接する直線は,直線y=-2を含めて4本ある。 そのうち,傾きが負であるものは線分 0.02の中点 (23 -2 を通るから,その方 -=-=32 y₁ 0₂ 3t0₁ Ot √k²+(-1)² y=3x -1212xy+1/28(-2424) 20 すなわち3x+4y+10=0 C -2 C1 y=3x -2 =3 両辺を2乗すると (k-3)²=9(k²+1) 3 k<0から k=- 4 4 C ( x x

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数学 高校生

高校数学 軌跡 についての問題です。 赤下線部の導き方を教えてください。

411 パラメタを含む直線の通過範囲(1) 実数tが t≧0 を動くとき, 直線:y=tr-t2+1 が通り得る範囲Dを図 示せよ。 精講 t=0, ½, 1, 2, 7 Dを完全に捉えることは不可能です。 そこで, 409 と同様に,発想の転換をし して座標平面上の点 (X,Y) がDに属する条件を考えます。 たとえば, 点(4,4), (15),(5,7 (23) はDに属するかを調べてみましょう。 が (44) を通る条件は、その方程式に(z,y)=(4,4)を代入した式 . (t-1)(t-3)=0 4=4t-t2+1 が成り立つことです。 ≧0 において⑦を満たすtの値として1,3がとれるの で, , が (44) を通ることになり, (4,4)はDに属します。 同様に,(1,-5),5723) を通る条件はそれぞれ -5=t-f+1 ... (t-3)(t+2)=0 •••••• イ . (t+2)(t+3)=0...... ウ 7=-5t-t2+1 3=2t-t+1 …. 2-2t+2=0 が成り立つことです。 t≧0 においてイを満たす値として t=3 をとれるので, が (1, -5) を通るこ て⑦を満たすもの値はないので, (-5, 7) はDに属しません。 また, エを満た す実数tがないので, (2,3) もDに属しません。 以上のことから, ・などに対応する直線を何本かいても領域 とわかるはずです。 174 点(X,Y) がDに属する条件は Y=tXf' +1 を満たすtが t≧0 に 少なくとも1つあることである。 解答| (1, -5) はDに属します。 一方, t≧0におい とになり, 点(X,Y) がDに属するためのX, Y の条件を調べる。 (X,Y)ED ⇒ t≧0.① のあるtに対してが (X,Y) を通る, すなわち, Y=tX 2+1 ・・・・・・ ② が成り立つ ◆最初から, (x,y)ED とし てもよい。 409 注 1° 参照。 tの2次方程式 2-Xt+Y-10 ......②' が①の範囲に少なくとも1つの解をもつ さらに,(*)より,②'において, [(i) t<0,t>0 に解が1つずつある (i) t=0 が解である () t>0 に2つの解がある のいずれかが成り立つためのX,Yの条件を調べる とよい f(t)=t-Xt+Y-1 =(1-12/1)-1/2x+1-1 とおいて,u=f(t) のグラフを考えると, (i)または(ii) f(0)≦0 .. Y≤1 であり, 頂点の座標: (1/2) 20 MO D: 軸の位置 : 1> ->0 区間の端点での値: f(0)>0 A Y / X°+1, X> 0 かつ Y>1 である。 したがって, y≦1 または mys/max2+1, x>0 かつy>1" ・1, であり、右図の斜線部分 (境界を含む) である。 ◆このような「見方の転換」 がキーポイントである。 重解の場合も2つの解と考 える。 (i) f(0) < 0. (i) f(0)=0 である。 頂点の座標 (判別式), 軸 の位置, 区間の端点での値 を調べる。 101 参照。 34 参考 hiy=t+1はtの値によらずに放物線C:y=212+1に接してい て, その接点が P(2t, t2+1) であることを見抜くことができれば, 20 におい してPC上のx≧0の部分を動くので, Pの動きに伴ってんがどのように変 化するかを観察することによって同様の結果を得ることもできる。 第4章 図形と方程式 175 第4章

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