[ 掲示板に戻る ]

記事No.46569に関するスレッドです

放物線 / ほのほの
1.2番ともに解法が分かりません。よろしくお願いします。
No.46569 - 2017/10/29(Sun) 09:10:53

Re: 放物線 / angel
(1)
直線 l の方程式が分かっていれば、そこから交点を計算することはできますか?
問題は l が何か、ですが、通る点の1つ P (-2√3,0) と傾きが「x軸となす角30度」として分かっていますから、そこから。
x軸となす角30°⇔傾き: tan30°=1/√3 ということを念頭に。

なお tan のことがピンとこないようであれば、△PAOが正三角形を半分に割った形の直角三角形、辺の長さの比 2:1:√3 であるところから、傾き 1/√3 と考えても良いです。

(2)
おそらく楽なのは図形的な性質「外心は各辺の垂直二等分線の交点」を利用すること。
この問題での「A,B,Cを通る円」は言葉を替えれば「△ABCの外接円」つまり、「A,C,Cを通る円の中心」は「△ABCの外接円の中心 = △ABCの外心」であるからです。

垂直二等分線を2本用意します ( 3本中2本、どれでも良いけどAC以外が分かり易そう )。
(1)の答え、Bの座標が (-2√3/3,4/3) と分かっているものとして。
 ・ABの中点は (-√3/3,5/3)、ABの傾き 1/√3
  → ABの垂直二等分線は (-√3/3,5/3) を通る傾き -√3 の直線
 ・BCの中点は (-2√3/3,2/3)、BCはy軸に平行
  → BCの垂直二等分線は (-2√3/3,2/3) を通り x軸に平行な…要は y=2/3

後はこの2直線の交点を計算して、それが答えです。


もう一つ。図形的な方法を思いつかなければ、最悪方程式から地道に計算しても良いです。
「A,B,Cを通る円」の、中心を(u,v)、半径を r とすると、
この円の方程式は (x-u)^2+(y-v)^2=r^2
A(0,2),B(-2/3・√3,4/3),C(-2√3,0) を通るということから

 (0-u)^2+(2-v)^2=r^2
 (-2/3・√3-u)^2+(4/3-v)^2=r^2
 (-2√3-u)^2+(0-v)^2=r^2

この3つの式が出てきます。まあ、計算が面倒に思えるかも知れませんが、こういうのでできるようになっておくのも大事だとは思います。

No.46570 - 2017/10/29(Sun) 12:44:44

Re: 放物線 / X
では別解を。

(1)
まず直線lの方程式を求めることを考えましょう。
直角三角形APOに注目すると
OA=OP/√3=2
よってlの傾きは
OA/OP=1/√3
となるので直線lの方程式は
y=(1/√3)x+2 (A)
(A)と
y=x^2 (B)
をx,yの連立方程式として解き
点Bの座標を求めます。
(まずはyを消去してxの二次方程式を導きます)
但し、図から
点Bのx座標は負
であることに注意しましょう。

こちらの計算では
B(-2/√3,4/3)
となりました。

(2)
(1)の過程により
C(-2/√3,0)
A(0,2)
よって
AB=BC=4/3 (C)
つまり△ABCは二等辺三角形
となります。
ここで直角三角形PBCに注目すると
∠PBC=90°-∠BPC=60°
ですので
∠ABC=180°-∠PBC=120°
よって問題の円の中心をQとして
問題の図に点Qを描き入れてみると
△ABQ,△BCQはいずれも、
辺の長さが円の半径と等しい正三角形 (D)
となっていることが分かります。
更に直角三角形APOに注目することにより
∠PAO=90°-∠APO=60°
ですので、(D)により
点Qは少なくともy軸上に存在する
ことが分かります。
(C)(D)により問題の円の半径は4/3
となりますので点Aに注目すると、
点Qのy座標は
2-4/3=2/3
よって求める座標は
(0,2/3)
となります。

No.46571 - 2017/10/29(Sun) 12:58:46

Re: 放物線 / らすかる
(2)別解
AB=BC=4/3、∠ABC=120°なのでA,B,Cは正六角形の連続する3頂点
よって円の中心はBCの垂直二等分線(y=2/3)と
Aを通りBCと平行な直線すなわちy軸(x=0)の交点

No.46572 - 2017/10/29(Sun) 13:06:42