数学
高校生
解決済み

この問題で、tは実数解を持つ(tについての2次方程式の判別式D≧0)を示さなくてもいいのですか?
また、ノートの下のやり方で、y≠2の時、(1、2)が除かれるのですが、x =1を(x-1)^2+(y-1)^2=1に代入すると(1、0)が導かれるのですが、(1、0)について言及するべきでしょうか?

186 2直線の交点の軌跡 や例題11 例題 113 が任意の実数値をとって変わるとき, 2直線 tx-y=t …………… 1, オ+y=21+1 ② の交点Pはどんな図形を描くか。 ………… の 2t? よって,1の値が]つ定まると, 点(x, y)の位置が定まる。例題110 CHART つなぎの文字tを消去して, x, で学習したよう。 yだけの関係式を導く 脂 交点Pの座標は、1×①+②, 1x②-①より, それぞれ P+1キ0 であるから y=ア+1 7+1 オ= 方針が思い浮かぶが, ③, ①から!を消去するのは簡単なことではない そこで、交点Pが存在するための条件を考えてみよう。 1個を1つ定める上 のが決まり,2直線 ①. ② の交点Pが定まる。例えば 2直 t=1 のとき x=2, y=1 であるから,点(1, 0), (2, 1) は求める図形上にある。これしを迎の視点で提え 2直線0, のの交点Pが存在するならば, ①, ② をともに満たすtが存在する =0 のとき x=1, y=0 die)A 答 なりうる [例1 点(0, 1)は2直線①, ② の交点になりうるか? 「t-0-1=t 0+t·1=2t+1 ということになる。具体的には 民群 大 t=-1 すなわち t=2t+1 の, ②にx=0, y=1 を代入すると 例]2 点(2, 0) は2直線①, ② の交点になりうるか? [t-2-0=t この2式をともに満たす実数 t=-1が存在する。 なりえない 2t=t すなわち 0, のにx=2, y=0 を代入すると 12+t-0=D2t+1 2=2t+1 この2式をともに満たす実数tは存在しない。 2直線0, 2の交点Pが存在するための条件は, 連立方程式O, 2 の解が存在するこ。 ある。よって,これを式で表すために, ①を満たすtが②の式を満たすと考え、①.0. 機 ら!を消去しx, yの関係式を導く。 なお,tを消去するため, ① をtについて解くときに xキ1とx=1 の場合分けが必要 なる。このため,求めた図形から「除外する点が出てくることに注意する。 1-A アー2て タ42,9=2 啓案 Pの座標を(x, y) とすると, x, yは①, ② を同時に満たす。 (x-1)=y [1] xキ1 のとき のから じde,? _y t=-) x-1 0 R また,②から x-1+t(y-2)=0 t=-を継 x-1 tを消去すると y-2)-0 VP することから、 1 xキ1 と x= x-1+ -= 分母を払って x-1 (x-1)+y°-2y=0 (x-1)}+(y-1)}=1 . . よって 場合に分ける。 xキ1 であるから, 点Pは円④から2点(1, 0), (1, 2) を除 いた図形を描く。 [2] x=1 のとき ソ=0 このとき, ②から (x=1 のときの は除外する。 t=0
187 よって,点(1, 0) は t=0 のときの交点Pである。 [1], [2] から,点Pの描く図形は 円(x-1)?+(y-1)?=1 気 時 ただし,点(1, 2) を除く。 OP 上の森 検討 軌跡の逆と除外点について 答案で得られた軌跡の方程式(x-1)+(y-1)?31 よう。 (*)から [1] x-1キ0 すなわち xキ1 のとき (*)から,①, ② を求めてみ (x-1)?+y?-2=0 すなわち (x-1)?+y(y-2)=0 3章 18 両辺をx-1で割って x-1+-ソ ォ-1(y-2)=0 y-t 13) x-1 …… 5 とおくと x-1+t(y-2)=0 6 ゆえに,x+ty=2t+1 となり, ② の式が得られる。 また,6より t(x-1)=y であるから,tx-y=t となって,① の式が得られる。 したがって, xキ1 のときは であり,(0, 2) と (⑤, ⑥) は同値である。 ~[2] x-1=0 すなわちx=1 のとき (*)から 10点 (y-1)?=1 これを解いて y=0, 2 ゆえに 1士また, x=1を①に代入すると y30 で, この場合 ②から 逆に t=0 を 2に代入すると, x=1 が得られる。 t=0 3人外① よって (0, 2) → t=0 → (x, y)3(1, 0) + したがって,(D, ②) → (*)は成り立つが, (*) = ゆえに,(*)から, (x, y)=(1, 2) を除外したものが (①, ②) と同値になる。 (0, 2)は成り立たない。 ラ J人 の X8 討2 図形的に考えると 0, ② をtについて整理すると (x-1)t-y=0, x-1+(y-2)t=0 よって, 直線①は点A(1, 0) を, ② は点B(1, 2) を通る。 78 2- B ここで, O, 2 のxとyの係数について t·1+(-1)·t=0 であるから, 2直線 ①, ② は垂直で, その交点Pが A, Bと 異なるときは ZAPB=90° が成り立つ。 よって, Pは線分 ABを直径とする円周上にある。 更に,t=0 のとき, ① はx軸, ②は直線 x=1 となり, その 交点 A(1, 0) に点Pが重なる。 一方,tがどんな実数値をとっても, ① は直線 x=1 を表さず, ② は直線 y=2 を表さな いから,その交点 B(1, 2)に点Pが重なることはない。 x 軌跡と方看TA
のより t(x-1)=3 スキ1のとき セーえ-い® のr代入して xt()-2()+/ xーズ+マー2y=ー1ブァイ (ォー)+(ラ-1)- よってこれa 中心 (1,1 )半性1の円を表す。 たたし、点くし0)(てを除くo *キ 点(,0)(,2)を除く。 また、①よりすこtxーセを@ライゼ入して X+t(tx-t)=2t+/ tについての2次でとみて t(スー1)-2t+Xー1~0ぃ@t実数なので のが実数解をもてよい。つまり判りD20thみばまい。 そ=(1)~ (aー1)=ーズ+2メ20 ペ-2メSO 2(スー2)So 0SE2 のがé(.0)をあみときそ=そまり成位つ。 Ze=0 t=onをぎ成盛つ。 のかE(2)をき 0キ2まり成/立ープ240 1に1り成位つ。 すってなEPI3 円(メー1)ー くっただしょくして)をAco の の ミ PDP 最えれに@からもーのでを使った場信 1-x ター2 1-x リー2 Oよりtyー2)-1-x サ42のでき そ の とのrイスして()xーター ズマダー2ォー2ッイ120よ4 (スープ+ (yー 78とこ水は中心111)組1の9を表す。 ただしこれは点(し2)をく。 こ2のとる. (スー)(チー)~(かy ダ=2aとき ①本y tx-2=t @より +2t=2tt| Mン1 ス=lのとき ①eセー2=t 042とな7,吹立たない。 よって交点Pは 円(7ー1)ターブ/を拓く。 ただと点(1,2)を除く。

回答

✨ ベストアンサー ✨

tが実数解をもつことに関しては、問題文にtが実数値を取ると言っているため、示す必要はありません。

また、ノートのやり方の方は、
y≠2とy=2で場合分けしていて、x=1, y=0は含まれるということは否定していないため、特に言及する必要はないと思います。

ここからは個人的な感想ですが、場合分けしていることを分かりやすいように示した方が、解答者と採点者の間での解釈ミスがなくなると思いますよ。

IK

なるほど!
場合分けをしているという事をきちんと示そうと思います!

tが実数ということを条件として使う時もありますよね、tが実数という事を使う時と使わない時って何が違うのですか?
どこで判断すればいいのでしょうか?

田中T

tが実数として使う時というより、
おそらくてtの二次方程式が現れた時に、tは実数解をもつということから判別式を使うことはあります。

場合によりますが、tの二次方程式が現れ、それが実数解をもつということが分かっている時に、判別式を使います。

IK

今回、tについての2次方程式が出てきたのですが、どうすればいいのでしょうか?

田中T

tの二次方程式が出てきた解答を見せてもらっても良いですか?

IK

この四角の部分です!

田中T

あぁ、確認不足でした。
この部分に関しては、前段階でtは実数であるものとして、x,yの式で扱っているため、特に必要はありません。

ただ、x, y の範囲が確認できるため、発想自体は良いと思います。

IK

「この部分に関しては、前段階でtは実数であるものとして、x,yの式で扱っているため、特に必要はありません。」
→なるほど!!
では、この写真のような問題は判別式を使いますが、直線ltとなっているからですか?

田中T

この問題に関しては、前段階でtを実数としてx,yのみの式を作ることができていません。
このような場合は、判別式を使って求めることが有効なので使用します。

つまり、前の問題は、x, y の式を作った時点で、tが実数であることも込められていて、答えが求めることが出来ています。
後の問題では、tを消してx, yの式を作ることはできていません。
なので、1つの手段として判別式を用いています。

前の問題でも判別式を用いても良いですし、後の問題でも判別式を用いて良いです。
結局は判別式は1つの手段として考えていただけたらと思います。

IK

なるほど!
「x, y の式を作った時点で、tが実数であることも込められていて」
なぜですか?
tが消えるとtは実数であるのですか?

田中T

すみません。
これは私のミスですね。
tが実数であることが言われる訳ではないです。

それぞれの式のtが共通であるときのx, yとなっていて、tを意識しなくてよいx,yの式になっている。
このことから、判別式を使う必要がないということです。

IK

なるほど!
x=、y= と表す事ができるからですか?
対して、問題58はx、yが一つの式に混ざってしまってるから判別式を考える(?)ということですか?

田中T

あ、x, y の式というのは、tの式を代入してできたxとyを使った1つの式を表現してました。

つまり、
前の問題はtを消して、xとyのみでtを使わない式ができたので、判別式を使わない。
後の問題はxとyとtの(x, yだけでなくtを含んだ)式ができているので判別式を使うという感じです。

IK

なるほど!
分かりました!
ご丁寧にありがとうございました!

フォローさせて頂きます!

田中T

いぇいぇ、自分が途中変なこと送ってしまったので混乱させてしまって申し訳ないです。
疑問を持つところがかなり良いところなので、これからも頑張ってください!

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