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3に垂直で,点 (0, 0) を通る直線の方程式がy=メ
参考 円のと直線③が第1象限で接するとき, k>0であり, 円①の中心 (0, 0)と直線
基本 例題121 領域と1次式の最大·最小 (2)
基本119
び最小値を求めよ。
Aと共有点
領域の端の点や 円弧との接点でんの値が最大·最小になることが多い。
頂点·境界線上の点
指針>連立不等式の表す領域Aを図示し, x+y=k とおいて, 直線x+y=kが領域。
に注目
放物線·円 → 角(かど)の点, 接点
多角形
CHART 領域と最大·最小
解答
2とする。
0, y=-2x+5
x+y=10
連立方程式0, ② を解くと
5
V10
連立不等式x°+yハ10, y2-2x+5の表す領域Aは図の斜
線部分である。ただし, 境界線を含む。
の
x+y=k
3
/10
0
とおくと,これは傾き -1, y切片kの直線を表す。
図から,直線③が円①と第1象限で接するとき, kの値は
最大になる。
0, 3を連立して x+(k-x)=D10
この2次方程式の判別式をDとすると,直線③が円①に接するための条件は D=0
-V10
整理して 2x°-2kx+k?-10=0
ここで
= (一k)-2(k-10)=-k°+20
ゆえに,一+20=0 から k=±2/5
第1象限ではx>0, y>0であるから,③よりk>0で
-2·2 5
k=25
このとき,④の重解は x=--
2-2
-=15
3から y=2/5 ー/5=\5
コ次に,直線②の傾きは -2, 直線③の傾きは -1で,-2<-1であるから,図より,
kの値が最小となるのは,直線③が点(3, -1)を通るときである。
このとき,kの値は
3+(-1)=2
よって
=15, y=V5 のとき最大値2、5;x=3, y=-1のとき最小値2
x
の距離が円の半径/10 に等しいから
=10
1?+1°
k>0より k=2/5
接点の座標は,直線x+y=2/5
であるから,3 とy=xを連立して解くことで, x=5,
なお, 接点の座標は, 次のようにしても求められる。
接点の座標を(x1, y) とすると, 接線の方程式は
これが3すなわち 5x+/5y=10 と一致するから
ソ=(5 と求められる。
OST
x1x+yy=10 ます
x=V5, ハ=5
練習
座標平面上