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数学 高校生

この問題のabの最大は相加・相乗平均以外のアプローチはありますか?

12.xyz 空間内の点P(0, 0, 1)を中心とする半径1の球面 K がある. K上の点Q (a, b, c) が条件a>0,b>0,c>1 のもとでK上を動くとき, Qにおいて Kに接する平面をLとし, Lがx軸, y軸 軸と交わる点をそれぞれA, BC とする.このような三角形ABCの面積の最小値を求めよ. <解説> (87 東京大・理科 (前期)) 空間図形の方程式がしっかり立てられれば△ABCの面積は求められるはず. 最小値を求めるとこ ろは工夫が必要です. 2 球面K : x2 + y2+ (z-1)2=1上にQがあるので a2+b2+(c-1)2=1 ⇔ @2+b2+c2=2c ① a 平面LはPQ= b c-1 を法線ベクトルとするので, 方程式は B O x A 四面体 OABCの体積Vは a(x-a)+b(x-b)+(c-1Xz-c)=0 ⇔ax+by+(c-1)z=c (∵. ①) したがって, A, B, C の座標は A(0, 0), B(0.0), C(0, 0, 1) 1/1c C C3 V=- bc- 原点Oと平面Lの距離は |-cl =c (∵ ①) Va2+62+(c-1)2 よって, ABCの面積Sは,△ABC を底面として体積を考えることにより 1 ·S.c=. 3 C3 6ab(c-1) << S= C2 2ab(c-1) cを固定して考えると, Sが最小となるのは2ab が最大となるときである. ①より, a2+62=2c-c2 であり, これと相加・相乗平均の関係により a2+b2=2c-c2≧2ab (等号成立は, a=bのとき) c² よって, a=b のとき, Sは最小値 をとる. (2c-c2)(c-1) C2 f(c)=(2c-c2)(c-1) として, cc>1で動かしたときの最小値を考える. C 1 1 f(c)=(2-clc-1) = -=3+2√2 -c2+3c-2 3-c+ 3-2 C· 2 等号成立は,c=- =√2のとき よって, 求める最小値は3+2/2 C

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数学 中学生

あってるか確認して欲しいです!空欄は分からないので教えてください!

運動場のトラックにセパレートコースを作ります。 外側のレーンほど1周の長さが長くなるため、 スタート地点に差をつけなければなりません。 どれくらい差をつければよいでしょうか。 第1レーンから第4レーンのスタート位置を同じにして、考えてみましょう。 運動場のトラックにセパレートコースを作ります。 レーンの幅 が1mで、 半円部分の半径が20m、 直線部分の長さが40m です。 ① 第1レーンと第2レーンの1周の長さの差を求めなさい。 2x -xxx-10=qRo ro = untre Honto)-(42480)=12π 2=6.28m² ② 第2レーンと第3レーン、 第3レーンと第4レーンの1周 の長さの差を求めなさい。 (2xπx22+税)-(2×2×1180)=2=6:8m? (2x+2380)-(24×22480)=2L=6.28? ①と②から、どのような予想ができますか。 レーンの幅は一定であれば、隣り合うレーンのきょりの差 は、レーンの ゴール レーンの1m 第1レーンの スタード 部分の 半径 第2レーンの スタート 自分 直部分 部分 半円部分の半径の大きさが異なるほかのトラックでは、となり合うレーンのスタート地点の差はどうなるでしょ うか。 レーンの幅を1m、 半円部分の半径をmとして、 どのようなことが分かるか、途中の考えや計算も書き なさい。 レーンの幅をxm、 半円部分の半径をrmとしてスタート地点の差を求めなさい。

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