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重要 例題 128 図形の通過領域 (2)
直線y=2tx-t2+1 ① について, tが 0≦t≦1の範囲の値をとって変化す
るとき,直線 ① が通過する領域を図示せよ。
指針 重要例題 127 と同様, 直線の通過領域を求める問題である。 重要例題127では、直線
y=2ax+α² のα がすべての実数値をとって変化するため, 実数解条件 (D≧0)だけで
解答
処理できたが,本問のtのとりうる値の範囲には制限 (0≦t≦1) があるため、判別式だ
けで解くことはできない。
しかし、基本的な考え方は同じで, 見方を変えて考えればよい。 つまり,逆像法で
直線 ①点 (x,y) を通る ① を満たす実数t (0≦t≦1) が存在する
と考える① について整理すると
t²-2xt+y-1-0
よって、の2次方程式 ② が 0≦t≦1 を満たす解を 少なくとも1つ) もつような
の条件を求める。
→f(t)=-2x+y-1 とし, 放物線z=f(t) が0≦t≦1の範囲でt軸と共有点をも
つような条件を調べる(「チャート式基礎からの数学Ⅰ」のか.214 重要例題 130
なお,正像法による解答は,次ページの別解のようになる。 別解 の方法では,2次関
数の最大 最小の問題として進められる分, 考えやすいかもしれない。
① を t について整理すると
t2-2xt+y-1=0 ......
THE OCEA
直線①点 (x, y) を通るための条件は,t の2次方程
式 ② が 0≦t≦1の範囲に少なくとも1つの実数解をも
つことである。
Kata $348
すなわち,次の [1]~[3] のいずれかの場合である。
②の判別式をDとし, f(t)=t2-2xt+y-1とする。
[1] 0<t<1の範囲にすべての解(*)をもつ場合
条件は
D≥0, f(0)>0, ƒ(1)>0,
軸が0<t<1の範囲にある
(−x)^-1・(y-1)≧0
D≧0から
よって
f(0) > 0 から
y-1>0
f(1) > 0 から 1-2x+y-1>0
軸は直線 t = x であるから
まとめると
y≦x2+1
f(0)(1) <0から学ぶき
(y-1)(y-2x) <0
または
ゆえに
y≦x2+1,y> 1, y>2x, 0<x<1
[2] 0<t<1の範囲に解を1つ, t<0 または1<tの範
囲にもう1つの解をもつ場合
[y>1
ly <2x
ゆえに y>1
よってy>2x
0<x<1
BEUR
[y<1
重要 127
y>2x
<t の2次方程式と考える。
[2]
下に凸の放物線。
軸は直線t=x
(*) 異なる2つの解または
重解。
[1]
0
JUMSNE
414
ID=0/
または
IC
/D>0
+