基礎問
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第6章 微分法と積分法
95 接線の本数
曲線C:y=x-x 上の点をT(t, B-t) とする.
(1) 点Tにおける接線の方程式を求めよ.
(2) A(α, b) を通る接線が2本あるとき, a, bのみたす関係式
を求めよ.ただし,α> 0, b≠α-α とする.
(3) (2) のとき, 2本の接線が直交するようなα, b の値を求めよ.
精講
(2) 3次関数のグラフに引ける接線の本数は、 接点の個数と一致し
ます. だから, (1)の接線にA(α, b) を代入してできるtの3次方
程式が異なる2つの実数解をもつ条件を考えますが,このときの
考え方は 94 注で学習済みです.
(3) 未知数が2つあるので, 等式を2つ用意します.
1つは(2)で求めてあるので,あと1つですが,それが「接線が直交する」
を式にしたものです.接線の傾きは接点における微分係数 (83) ですから、
2つの接点における微分係数の積=-1 と考えて式を作ります。
解答
(1) f(x)=x-x とおくと,f'(x)=3x²-1
よって, Tにおける接線は,
y-(t³-t)=(3t²-1)(x−t)
∴.y=(3t²-1)x-2t3
(2) (1) 接線は A(a, b) を通るので
6=(3t2−1)a-2t3
∴.2t3-3a2+a+b=0....... (*)
(*)が異なる2つの実数解をもつので
g(t)=2t3-3at2+α+ 6 とおくとき,
y=g(t) のグラフが,極大値、極小値をもち,
( 極大値)×(極小値)=0 であればよい.
94 注
g'(t)=6t2-6at=6t(t-a)
g'(t)=0 を解くと, t=0, t=α だから
185
7
A(a,b) ↓
す
演