不等式への応用 405
例題 215 3本の接線が引けるための条件 (2)
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点P(a, b) から曲線 y=x2x に異なる3本の接線が引けるとき,点
P(a, b) の存在範囲を図示せよ.
020
考え方 曲線上の点(t-2t) における接線の方程式に (a, b) を代入した3次方程式が異
なる3つの実数解をもつための条件をa,bに関する不等式で表す。 SiS
■解答 y=x-2x より, y'=3x²-2 01 S>0203)|1=8200
したがって,曲線上の点(t, f-2t) における接線の方程
BO式は、
y—(t³—2t)=(3t²-2)(x-t)
つまり,y=(3-2)x-2t
この直線が点P(a, b) を通るので,
0800802021=0000
2-1-07
より
b=(3t-2)a-2t3
をもつので
2t3-3at +2a+b=0 …①
0<(1415)-(+
tの方程式 ①が異なる3つの実数解をもつような (a, b)
の条件を求める.
f(t)=2t3-3at+2a+b とおくと,
したがf'(t)=6f2-6at=6t(t-a)
'=0 とすると, t=0, a
したがって, ① が異なる3つの実数解をもつのは、
y=f(t)のグラフがt軸と異なる3点で交わるときより
a\0 かつ f(0)f(a)<0
www
f(0)f(a)=(2a+b) ( -a +2a+b) <0 より,
002a+b>0
1-a+2a + b < 0
SWAROV[b>-2a
1-a³+2a+b>0
fb<-2a
(b>a³-2a
f2a+b< 0
または
つまり,
または
lb<a³-2a
また-2a=-2a より
bab=a3-2a
a³=0
より、直線 b2a は
次方曲線 b=α-2a に原点で接
している.
√2
a
そよって求める領域は,
- 右の図の斜線部分で,境
a>0のとき
+f(0)>0
A
0
a
f(a)<0
a< 0 のとき
f(a)>0
t
N
f(a) f(0) が異符号
a=0 のとき,
f(0)-f(a)
={f(0)}'0
より, a≠0 は
f(0)f(a)<0 に含ま
れている.
界線は含まない .
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原点で接する.
b=-2a
すると、 (+
第6