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数学 高校生

青チャートI Aです この式変形が、左辺の言っていることはわかるのですが、それをどうしたら右辺になったのかわかりません

62 重要 例題 170 曲面上の最短距離 右の図の直円錐で,Hは円の中心線分ABは直径, 本面 OH は円に垂直で, OA = a, sin0= 1/23 とする。 点Pが母線 OB上にあり, PB= とするとき, a 3 点Aからこの直円錐の側面を通って点Pに至る最短経 路の長さを求めよ。 241038 解答 AB=2r とすると, △OAH で, AH = r, ∠OHA=90°, 1/3であるから=1 sin0= a 側面を直線OA で切り開いた展開図 は、図のような, 中心 0, 半径 OA=αの扇形である。 中心角をxとすると, 図の弧 ABA' の長さについて 2ла• 基本 149 指針▷ 直円錐の側面は曲面であるから, そのままでは最短経路は考えにくい。そこで,曲面を広 げる,つまり 展開図で考える。 側面の展開図は扇形となる。 なお,平面上の2点間を結ぶ最短の経路は、2点を結ぶ線分である。 x 360° = =2πr であるから A a 3 217 a• 2 9 B PSDOCS A' 14814 HAMAS USA.9 X a VMIJA 00000 HO13-JOHA SUSHED THE „HƆA, TƆA ---3---- JOHD AMI EV H r x=360°=360° 1/3=120° a 3 a 3 ここで, 求める最短経路の長さは、図の線分 APの長さである 2点S, T を結ぶ最短の経路 から、△OAP において, 余弦定理により, は、2点を結ぶ線分 ST AP2=OA2+OP²-20A・OP cos 60° =x²+1 + (-1/a)²-2a.. AP>0であるから、求める最短経路の長さは7a S.S S O YB LIGE A(A) AVであ MA 弧ABA'の長さは、底面の 円の円周に等しい。 T

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数学 高校生

二重線部はなぜこのように言えるのか教えてください!

148 すなわち 3x±4y+10= 0, 5 練習 106 放物線 αy=x2-5a めよ。 ① は放物線を表すから a≠0 また,a<0 のとき, 放物線 ① は点(0, 物線となり、放物線 ① と円 ② は共有点をもたない。 よって, a>0の範囲で考える。 放物線 ① 上の点をP(x1, y1) とおくと ay1 = x12-5a より 2 x₁² = ayı + 5a また, ③ と α > 0 より y≧-5 円 ② の中心は原点であり, 半径4である。 ここで、円の中心から放物線までの最短距離について考えると OP2 = x12 + y2 = ayı +5a+y2 = (x + 2)² +5 +5a (y₁ ≥ −5) よって、次の2つの場合について考える。 a (ア) - 12/25 すなわち a ≧ 10 のとき a OP2はy = -1/2のとき == x±2√6y+10= 0 最小値 ・・・ ① と円 x+y² = 16 OPは y = -5 のとき最小値 25,すなわち OPはy=-5 のとき 最小値5となり,円の半径は4であるから, 放物線 ① と円 ② は接す ることはない。 (イ) - 1/23 > 5 すなわち0<a<10 のとき a² 4 ③ より, y = - a 2 a すなわち, OP は y1 = - のとき 2 4 +5a のとき a +5a = 4 4 -5) を頂点とする上に凸の放 最小値- - x1 = ± ・② が2点で接するように定数aの値を定 自治医大) +5a +5a 0<a<10 より x₁ = 0 よって, 放物線 ① と円 ② が異なる2点で接するとき 両辺を2乗して整理すると a²-20a+64 = 0 (a-4)(a-16)=0 となり, 0<a<10 であるから (ア)(イ)より a=4 4 a = 4 x このとき放物線①は 1 x²-5 y = (円の中心から放物線ま での最短距離) =(円の半径) のとき, 2点で接する。 HOP > 0 より OPが最 小のとき, OPも最小と なる。 ■最小値をとるyを求 るため,軸の位置を考 場合分けをする。 (ア) [最小 -1/8-5 (イ) OP24 40P2 -50 2 -25 最小 10 - 12/201 i 1 x ₂₁ = ± √ √ ² 1/² ala-

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