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記事No.11877に関するスレッドです

数学?U・Bの問題:領域と最大・最小 / スタハノフ
はじめまして。
私は文系の大学を卒業し、社会人を経てから
理系への再受験を志している者です。
高校時代は一応数学?U(現在の数学?U・B)まで
勉強していたのですが、数学の教師と
反りが合わなかったこともあり勉強しなかったので
数学?Uの分野に関しては理解がゼロに近い状態です。
(数学?T・Aもまだまだですが)
現在、数研の教科書を急いで読みながら
章末問題をこなしているさなかです。

今回ご教示いただきたいのは
「領域と最大・最小」の問題についてです。

座標平面において,連立不等式
X≦−1
Y≦0
X^2+Y^2≦9
で表される領域をDとする。

点(X,Y)がD内を動くとき,
(X−1)^2+(Y−1)^2のとり得る範囲は
□≦(X−1)^2+(Y−1)^2≦□+□√□

上の□の値を求めよというセンター式の問題です。

私の解き方としては、基本セオリーどおり
X+Y=Mとおき、Y=−X+M
これをX^2+Y^2=9に代入し
求めた数式を判別式を用いて
D=M^2+18=0
M=±3√2,円に接する象限が
第3象限であることから判断して
M=−3√2−3√2≦X+Y≦−1
ここまでは分かったのですが、ここから先が
分かりません。

(X−1)^2+(Y−1)^2を展開して
そこへ当てはめていくのかもしれないという
目安はあるのですが、試みても分かりませんでした。
恐縮ですが、お手すきとの時にご教示いただければ
幸甚です。宜しくお願い致します。

No.11874 - 2010/10/09(Sat) 15:43:27

Re: 数学?U・Bの問題:領域と最大・最小 / そら
(X-1)^2+(Y-1)^2の展開式は、
X^2+Y^2-2(X+Y)+2
となり、確かにX+Yは現れていますが、
X^2+Y^2をX+Yだけで表すことは出来ないので、
別の方法を考えた方が良いです。
X^2+Y^2=(X+Y)^2-2XY

この場合、(X-1)^2+(Y-1)^2は
点(1,1)から(X,Y)までの距離の二乗を表しているので、
図形的に考えれば考えやすいと思います。

すなわち、領域D及び点(1,1)を図示し、
領域内の点で(1,1)から最も遠い点及び
最も近い点を考えれば良いと思います。

No.11876 - 2010/10/09(Sat) 16:22:20

Re: 数学?U・Bの問題:領域と最大・最小 / ヨッシー
領域Dは図の斜線部分です。
 (X−1)^2+(Y−1)^2=r^2
とおくと、点(X,Y) は、点A(1, 1) を中心とした円となります。
その円周上の点が、領域Dと共有点を持ちながら、半径を
増減させると、
点(-1, 0) を通るとき、r^2 は最小
点B(-3√2/2, -3√2/2) を通るときr^2 は最大となります。

最小は、(-1-1)^2+(0-1)^2=5
最大は (-3√2/2−1)^2+(-3√2/2−1)^2=11+6√2
となります。

No.11877 - 2010/10/09(Sat) 16:30:45

ご回答いただき有難うございます / スタハノフ
そら様
ヨッシー様

早速のご回答をいただき有難うございました。
ヨッシー様に添付いただきました画像の図示によって
疑問点が氷解いたしました。

> □≦(X−1)^2+(Y−1)^2≦□+□√□

の部分が
(X−1)^2+(Y−1)^2=r^2を円として
半径を増減させるという発想には思い至らず
改めて勉強不測を思い知らされました。
また改めて別の質問をさせていただくことも
あるかもしれませんが
どうか宜しくお願い致します。
ご回答有難うございました。

No.11880 - 2010/10/09(Sat) 17:43:24