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数学 高校生

なぜPQがX軸と並行なのかがわからないので教えて欲しいです。

(3] 太郎さんと花子さんは、数学の授業中に先生え ついて話し合っている。二人の会話を読んで,下の問いに答えよ。 花子:放物線は,軸に平行な光や電波を反射させて,軸上 の1箇所に集める性質があるって教わったね。 太郎:そうそう, 衛星放送用のアンテナは,断面が放物線 になっているんだってね。 中学校の理科で, 光が反 射するときには入射角と反射角が等しくなるって 習ったけど,放物線で反射するときは,どう考えた らいいんだろう? アマナイメージズ 反射角入射角 花子:その場合は, 光が当たる点における接線を反射面と 考えればいいみたいだよ。でも, 1箇所に集めるっ 反射面 て,具体的には放物線のどこに集まるんだろう ? 太郎:次の図のように, y軸に平行な光が放物線上の点Pで反射して,軸上の点 7 ol ュン--。 Qに到達するとしよう。例えばy=x° のグラフで考えてみようか。はじ 220 めは、点Pにおける接線の傾きが1の場合を考える。と,接線とx軸の正の 向きとのなす角が45°だから, 考えやすいと思うよ。 J 2421 花子:接線の傾きが1のとき, 接点Pの座標は ソ チ だから,入射角と反射角 タ ツ が等しいことを考えると,点Qの Q テ だね。 ト 0 R y座標は 他の点,例えばP(1, 1) で反射したときも, R, Sは,点Pにおける 放物線の接線と, x軸, y軸との交点 放物線で反射して点Qに集まるのかな?どう 考えれば,それが確かめられると思う? 太郎:点P(1, 1)における接線の方程式は y= ナ だけど,この x 直線とx軸のなす角は求められないね。 2 …でも,入射光がy軸と平行で, かつ入射角と反射角が等しいということ ば,図においてPQ=| ヌ ……Dが成り立つよ! (半し

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数学 高校生

なぜ重解になるのですか?

曲線 y=x-2x 上の点P(a, a'-2a) (aキ1) における法線の方程式を求めよ. また, こ (a したがって、線の =(-2a-4)ォーa(-2a-4)+(-aー アー(-2a-0rta"+2 ……の ここでのが(ー1, 9) を通るので、 また。 x=-1, y=9 を①に代入す x-2x= 2aー る。 1 x 2 2a-2 (a+3)(a-1)=0 a=ー3, 1 よって、求める接線の方程式は, Dより、 『=2r+11, J=ー6r+3 a=-3, 1 を①にそれぞれ代 入する。 接点の座標はそれぞれ (ーの+(a-2+2 a+2a-3=0 2aー これより, x=a, -a+2- )曲線 y=+1 について, 直線y=3x に平行な接線 (2) 曲線 y=ーズ+4 上の点(2, 一4) を通る接線 点Qの×座標は, xキa より, このとき,Dより, 199 次の接線の方程式を求めよ。 1 2a-2 a-2 2a-2 ソ= ーa+2 (1) /(x)=x+1 とおくと, S(x)=3r° 曲線 y=x+1 上の点(t, ポ+1)における接線の方程 式は,yー(+1)=3f°(x-t) より, y=3r-2t+1 0 接線のは直線 y=3x に平行であるから, =1 より、 よって,求める接線の方程式は, y=3r-1, y=3r+3 (2) f(x)=-x+4 とおくと、 曲線 y=ーx+4 上の点(t, -ド+4)における接線 の方程式は,yー(-ポ+4)=D-3t°(x-t)より, y=-3°r+2t°+4 …① 接線Dが点(2, -4) を通るから, ①に代入すると, -4=-3-2+2t+4 2-6°+8=0 ポ-3+4=0 (t-2)(t+1)=0 t=2, -1 よって,求める接線の方程式は, y=-12.x+20, 3y=-3x+2 2a 1 +α (2a-2) (t)=3° 1 =a-2a+1+ (2a-2) よって,点Qの座標は, 3t°=3 ( 1 a-2a t=±1 ーa+2 2a-2 (tの値を①に代入する。 201 2つの放物線 yーズ と y= (1) 放物線 y=x 上のx座 また, 放物線 y--(x- の接線の方程式を求めよ。 (2) 両方の放物線に接する直編 f(x)=-3x° F(t)=-3 (1) f(x)=Dx° とおくと, だから, y=x" 上の点 (a, α', は,傾き f'(a)=2a より, ソーa=2a(x-a) よって, 9(x)=-(x-3)"+4=-x"+6a g'(x)=-2x+6 だから,y=ー(x-3) +4 上の点 おける接線の方程式は、 傾き g(b 点(2, -4)は曲線上の点 S(x 点(2, -4)で接する場合 t=2 が重解になる。 y=2ax-a tの値を①に代入する。 200 の法線と曲線の交古のit直n ソー(ーが+66-5)-(-26+t よって、 2) 0umr るので、係数を比て ビ=(-26+6)x+がーミ

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