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数学 高校生

a=-2、2は楕円の外部の点なんですか? 楕円の周上のものも外部の点として考えるのですか?

に 直交する2 接線の交点の軌跡 重要 例題 66 00000 |楕円x2+4y2=4 について, 楕円の外部の点P(a,b) から,この楕円に引いた 本の接線が直交するような点Pの軌跡を求めよ。 [類 お茶の水大] 指針 点Pを通る直線y=m(x-a)+6が,楕円x2 +4y² = 4 に接するための条件は, x2+4{m(x-a)+b}=4 の判別式Dについて, D=0が成り立つことである。 また, D=0の解が接線の傾きを与えるから,直交⇔傾きの積が1と 解と係数の関 なお,接線がx軸に垂直な場合は別に調べる。 係を利用する。 [参考] 次ページでは、楕円の補助円を利用する解法も紹介している。 CHART 直交する接線 D = 0, (傾きの積)=-1の活用 解答 [1] a≠±2のとき,点Pを通る接線の方程式は y=m(x-a)+6 とおける これを楕円の方程式に代入して整理すると (4m²+1)x2+8m(b-ma)x+4(b-ma)²-4=0* このxの2次方程式の判別式をDとすると ここで D 4 Me ZV -=16m²(b-ma)²-(4m²+1){4(b-ma)²—4} =-4(b-ma)2+4(4m²+1) =4{(4-α²)m²+2abm-b2+1} ゆえに (4-a²)m²+2abm-b²+1=0 164- の2次方程式 ① の2つの解をα, β とすると αβ=-1 すなわち -62+1 4-a² よって a2+62=5a≠±2 OLA [2] a=±2のとき,直交する2本の接線はx=±2,y=±1 GRESICE 2-1 D=0 (複号任意) の組で, その交点の座標は (2, 1), (2, −1), (−2, 1), (−2, −1) これらの点は円x2+y2=5上にある。 [1], [2] から求める軌跡は 円x2+y2=5 Eve -√5 2) (JS _0) MEI (6,D)¶ d£+(p- y √5 1| -20 -1 基本63 - P(a, b) 2 √5 5 x 2 +4y2=4 x (*) (b-ma) のまま扱うと, 計算がしやすい。 直交傾きの積が1 < 解と係数の関係 2次方程式 px2+gx+r=0 について, r -=-1が成り立つとき, p TH_q²-4pr=q²+4p²>0 となり、 異なる2つの実数 解をもつ。 117 [参考] m の2次方程式 ① が異なる2つの実数解をもつことは, 楕円の外部の点から2本の接線が 引けることから明らかであるが (解答の図参照), これは次のようにして示される。 D' mの2次方程式 ① の判別式をDとすると2=(ab)"-(4-a²)(−b°+1)=a²+462-4 点Pは楕円の外部にあるから ² +45²>4> が成り立つ理由は p.125 参照。) ゆえに D'>0 なお,一般に楕円の直交する接線の交点の軌跡は円になる。この円を準円という。 67 練習 aは正の定数とする。 点 (1, α) を通り, 双曲線x-4y²=2 に接する2本の直線 [福島県医大] Op.121 EX45~47 66が直交するとき, αの値を求めよ。 2章 8 2次曲線の接線

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数学 高校生

図の赤色の方程式の求め方なのですが、共通点(接してますが)が2個あるのに、判別式Dで求められるのは何故ですか??

ME EN AUGE 重要 例題 96 放物 放物線 y=-x2+αと円x2+y²=16 について,次のものを求め 1 (1) この放物線と円が接するときの定数aの値 (2) 4個の共有点をもつような定数αの値の範囲の円 要 立 CHARTO SOLUTION 放物線と円 解答 (1) y=x²+a ³5 x²=4(y-a) から ただし, x2≧0であるから y≧a ② ①をx2+y²=16 に代入して 4(y-a)+y2=16 よって y2+4y-4a-16=0.③ [1] 放物線と円が2点で接する場合 共有点実数解 接点 重解・・・・・・ この問題では、xを消去して, yの2次方程式 4(y-a)+y²=16 の実数解, 重解を考える。 なお、放物線と円が接するとは,円と放物線が共通の接線 をもつときで、この問題の場合、 右の図から, 2点で接する 場合と1点で接する場合がある。 2次方程式③は重解をもつ。 ③の判別式をDとすると man ・① よって 求める定数αの値の範囲は 10 A yoFLA D=22-(-4a-16)=4a+20 放物線y=x2 円 MOITUIO 4 0 a=-4 市の 4 D = 0 から a=-5 このとき、③の重解はy=-2 であるから②に適する。 [2] 放物線と円が1点で接する場合 18 JJS = を求め 5 -50 a=-58-0 x²+|- 整理して x²(x この4次 HAF a=±4 x=0を で接して 同様に, 図から,点(0, 4), (0, -4) で接する場合で について [1], [2] から 求めるαの値は a=±4, -5 と入 (2) 放物線と円が4個の共有点をもつのは,上の図から、放物 x4. 線の頂点が,点(0, -5) と点 (0, -4) を結ぶ線分上(端点を すなわ 除く)にあるときである。 から, - 5 <a<-4 をもつ (24)を中心とする円が内接して inf. a=40 2+4y-32 すなわち(y から,y=4 で重解をもた しかし, y: x 連立方程式 ると

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数学 高校生

解答の2行目一番端に書いてある、 「x=1+√2iは①の解。」 は、なぜそうなるのですか。しょうもない質問な気がします。すみません。回答お願いします🙇‍♀️

コ x=1+√2のとき,次の式の値を求めよ。 指針 [大 (1+x)*(((x+1)+7 x=1+√2iをそのまま代入すると,計算が大変である。このようなタイプの問題では, 算が複雑になる要因を解消する手段(次の手順①,②)を考える。 [①] 根号と虚数単位iをなくす] x=1+√2iから x-1=√2i この両辺を2乗すると (x-1)'=-2 [ ② 求める式の次数を下げる] (x-1)=-2を整理すると P(x)=x^-4x3+2x2+6x-7 70LED 2 3次方程式の さそ 係数の である。 よって - 根号とiが消える 140 x2-2x+3=0 P(x) すなわち x 4-4x3+2x2+6x-7をx2-2x+3で割ったときの商 大丈Q(x), 余り R(x) を求めると,次の等式 (恒等式)が導かれる。 つい ② 高衣式 P(x)=(x²-2x+3)Q(x)+R(x) 1次式の値を求めることになる。 【CHART 高次式の値 次数を下げる S/T RE) ← =0 L1次以下 x=1+√2iのとき, i を代入すると,右辺は0.Q(1+√2)+(1+√2) となり,188円 x=1+√2 2-x $ (0) P(x) = (x2-2x+3)(x²-2x-5)+2x+8 解答 x=1+√2iから x-1=√2i 整理すると x2-2x+3=0 P(x) を x²-2x+3で割ると,右のようになり1-23 1 1 -2 商x2-2x-5, 余り 2x+8 CESS 役る1 -2 *1-* $ (x)1.00 両辺を2乗して ①x=1+√2i ① の解。 x=1+√2iのとき, ① から <P(1+√2)=0+2(1+√2i) +8=10+2√2i 別解 ① まで同じ。 ①から よって (x) JS PER S[®=(n (1) (x-1)=-2 **(x)\,^# .172 <検討参照。 基本8 TE 次数を下」 x=x2.x=(2x-3)x=2x2-3x=2(2x-3)-3x=x-6 x=x3.x=(x-6)x=x²-6x=(2x-3)-6x=-4x-3 P(x)=(-4x-3)-4(x-6)+2(2x-3)+6x-7=2x+8 -5 -4 2 ゆえに よって P(1+√2)=2(1+√2) +8=10+2√2 i成り立つ。 -1.)\ -2 4 -5 -5 60-7 6 -6 2 & x²=2x-3 IN 12 -7 10 -15 MIS DE TAH 検討 恒等式は複素数でも成り立つ 複素数の和・差・積・商もまた複素数であり,実数と同じように,交換法則・結合法則・分配 Bil

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数学 高校生

この問題で①式と②式をそのままイコールで置いて、‪でてきたα‬の二次式を共通の実数解1つという条件から、D=0でKの値が3とマイナス5と出たんですが全然違います。間違ってる理由が分かりません。 教えていただきたいです

158 重要 例題 99 2次方程式の共通解 2つの2次方程式2x+kx+4=0, つように定数kの値を定め、その共通解を求めよ。野 指針 2つの方程式に共通な解の問題であるから,一方の方程式の解を求めることができたい その解を他方に代入することによって、 定数の値を求めることができる。 しかし、例題 方程式ではうまくいかない。 このような共通解の問題では, 次の解法が一般的である。 2つの方程式の 共通解をx=α とおいて,それぞれの方程式に代入 すると PAROL 2a²+ka+4=0 ①,a²+a+k=0 ② これをαk についての連立方程式とみて解く。 ②から導かれる k=-²-αを①に代入(kを消去)してもよいが, 3次方程式となっ 数学Iの範囲では解けない。この問題では,最高次の項である²2の項を消去すること 考える。なお,共通の 「実数解」という問題の条件に注意。 CHART 方程式の共通解 共通解を x =α とおく x+k=0がただ1つの共通の実数。 基本94 ...... ...... 解答 共通解を x =α とおいて, 方程式にそれぞれ代入すると 2a²+ka+4=0 ①, a²+a+k=0 2 ① ①②×2 から ゆえに よって [1] k=2のとき 2つの方程式はともにx2+x+2=0となり,この方程式の判 別式をDとすると D=12-4・1・2=-7 D<0であるから, この方程式は実数解をもたない。 ゆえに、2つの方程式は共通の実数解をもたない。 [2] α=2のとき (k-2)a+4-2k=0 (-2)(a-2)=0 k=2 または α=2 ②から 22+2+k=0 よって k=-6 このとき2つの方程式は2x2-6x+4=0, x2+x-6=0 すなわち 2(x-1)(x-2=0, (x-2)(x+3)=0 となり 解はそれぞれ x=1,2; x = 2, -3 よって2つの方程式はただ1つの共通の実数解x=2をも のとき は k=-6, 共通解はx=2 JSMR α² の項を消去。この考 方は、連立1次方程式を 減法で解くことに似ている 数学の範囲では、 x2+x+2=0の解を求める ことはできない。 x=2を①に代入してもよ い。 つ。 以上から 意上の解答では、共通解 x =α をもつと仮定してαやkの値を求めてい た値に対して,実際に共通解をもつか

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