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2次曲線が分かりません

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  • 質問者:lovecarp
  • 投稿日時:2009/11/25 16:06
  • 困り度:すぐに回答が欲しいです

xy平面上の放物線C:y=ー1/2x^2(ー2分の1Xの2乗)を考える

(1)点P(a,b)がCの異なる2本の接線の交点となるための条件は
a^2+2b>0 であることを示せ


(2)点P(0、b)(b>0)を通るCの異なる2本の接線の接点をそれぞれQ,Rとし、
∠QPR=θとおく(0<θ<π) このときcosθをbを用いて表せ


(3)次の条件を満たす点Pの軌跡をxy平面上に図示せよ
条件・点Pを通るCの異なる2本の接線が存在し、それぞれの接点をQ,Rとおくとき
∠QPR=π/4である

補足 (3)はタンジェントの加法定理を使うみたいです

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回答(4件)

  • 参考になった:0件

>これはどこから出てきたのですか?

今、初めて君の質問を見た。
今から用事で出かけるので、今日は書き込めない。
悪いが、ちょっと待ってくれ(返答は、明日以降になる)。
解答の 2b>1 は他の解法で確かめてあるから正しい、他の方法とは余弦定理だが。
方程式の解の配置の問題に帰着する、簡単ではないけどね。。。。。w

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  • 参考になった:0件

昨日同じ質問がでていましたが,別の人なんですね。
回答もほぼ同じですが,#1さんとは異なる切り口で。

接線の方程式は y+(1/2)t^2=-t(x-t)
整理して y=-tx+(1/2)t^2
点(a,b)を通るので,b=-at+(1/2)t^2
整理して,t^2-2at-2b=0‥‥(1)
これが異なる2つの実数解をもつことから求まります。

(2)
上の式(1)が解t,s をもつとして
2つのベクトル(1,-t),(1,-s)からcosθが求まります。
このとき,解と係数の関係,t+s=2a, ts=-2b を利用する。
求まった式で,a=0 の場合を計算すればよい。

cosθ=(2b-1)/(2b+1) です。

(3)
(2)の場合から求めたcosθ=1/(√2)とおけば求まります。
因みに,双曲線 a^2=b^2-3b+1/4 の a^2+2b>0 を満たす部分。
描画が大変かも。

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>ところで、(2)だが、問題に書き込みミスはないか? 私の計算ミスかな?

ごめん、ゴメン。私の計算ミス。

接線をy=mx+bとすると、2y=-x^2 ‥‥(1)に接するから連立して x^+2mx+2b=0 ‥‥(2) の判別式=0から、m^2=2b。
これを(1)と(2)に代入すると、x=±√(2b)、y=-b。つまり、Q(√(2b)、-b)、R(-√(2b)、-b)。
後は、三角形PQRに余弦定理を使うと、cosθ=|2b-3|/(4b+2)。

計算に自信なし、チェックしてね。

QとRが具体的に求められるから、PQ、QR、PRの値を具体的に求めて計算しても良い。

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>補足 (3)はタンジェントの加法定理を使うみたいです

さっき教えたろ。同じ質問を繰り返すなよ。


(3)

接線を y=m*(x-a)+bとしい放物線と接するから連立すると、x^2-2mx+2b-2ma=0 これが接するから判別式=0 → m^2+2am-2b=0.
mは2つの接線の傾きだから、解と係数から、m1+m2=-2a、m1*m2=-(2)b‥‥(1)
tangentの加法定理より(m1=tanα、m2=tanβだから)tan45°=tan(α-β)=|(m1-m2)/(1+m1*m2)|=1.
|(m1-m2)|=|(1+m1*m2)|より2乗すると、(2)を使って、4a^2-4b^2+12b-1=0.
但し、m1とm2は実数から、m^2+2am-2b=0の判別式>0 → a^2+2b>0.

ところで、(2)だが、問題に書き込みミスはないか? 私の計算ミスかな?

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この回答への補足

双曲線はかけたんですけど解答は双曲線のb>1/2の部分となっています

これはどこから出てきたのですか?

  
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