2次曲線-問題の解答編-
2次曲線について
2次曲線については、既に説明していますので、十分復習をしてください。下記のリンクに説明があります。
2次曲線の問題
問題は、下記のものでした。
点Pより放物線y=x^2に相異なる2本の接線が引け、その接点をQ,R
とします。角QPRが45°であるような点Pの軌跡を求めてください。
(名古屋工業大)
【解答】
Q(q、q^2)、R(r、r^2)とおくと、q<rとしても一般性は失われない。P(x、x^2)に対し、q<x<rであり、y=x^2の時、y’=2xですから、Q、Rにおける接線は、それぞれ、
y=2q(x-q)+q^2=2qx-q^2、y=2rx-r^2 となります。これから、交点Pのx座標を求めると、x=(q+r)/2、y=qrとなります。よって、交点Pは、((q+r)/2、qr) となります。QRの傾きは、2q、RPの傾きは2rですから、tanの加法定理から、
tan45°=(2q-2r)/(1+4qr) となります。よって、
2(q-r)=1+4qr・・・・・①
1+4qr<0・・・・・・②
4(q-r)^2=(1+4qr)^2・・・・・・③
③より、4{(q+r)^2-4qr}=(1+4qr)^2 ・・・・・④
④から、q、rを消去すると、
4(4x^2-4y)=(1+4y)^2 となり、
(y+3/4)^2-y^2=1/2で、②より、y<-1/4(双曲線の下の部分になります。)
となります。
直線の交角は、一般的にtanの加法定理で求めますが、直線がx軸に垂直であったり、交角が、90°である場合は、この方法は使えません。
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