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記事No.5378に関するスレッドです

軌跡の問題です / 高1
点A(1,-1) B(2,1)がある。放物線:y=x^2+ax+2 がこの線分ABと共有点を持つとき放物線の頂点(X,Y)はどんな図形を描くか。という問題で僕は、
条件を満たすには(i)共有点が1個のとき 1+a+2≧-1かつ4+2a+2≦1⇔a≧-4かつa≦-5/2 よって-4≦a≦-5/2
(ii)共有点が2個のとき この値は存在しない。
又、y=x^2+ax+2=(x+a/2)^2 + 2 -a^2/4 頂点P(x,y)とおく。
x=-a/2 y=2 -a^2/4 整理してy=-x^2+2 -4≦a≦-5/2 より
5≦x≦8 以上より点Pはy=-x^2+2(5≦x≦8の範囲)上にあり逆にこの範囲の任意の点は条件を満たす。
求める軌跡はy=-x^2+2(5≦x≦8の範囲)
と解答したのですが、(ii)共有点が2個のとき この値は存在しない。の所に線が引かれこの部分の証明は如何に?と書かれ×をもらってしまいました。
感覚的に(というかグラフを書いて視覚的に)存在しないと思ったのですが、証明をしないと駄目みたいです。証明の方法を教えてください。お願いします。

No.5361 - 2009/03/01(Sun) 11:02:48

Re: 軌跡の問題です / にょろ
直線ABはy=2x-3ですので
これが放物線と異なる二つの共有点を持つためには
方程式x^2+ax+2-(2x-3)=x^2+(a-2)x+5=0の判別式D>0となればよいのですが…
その点が線分ABに入っているか…(いないのでしょうね)
入っていなければそれで終わりです

No.5363 - 2009/03/01(Sun) 14:27:33

Re: 軌跡の問題です / 高1
回答有難う御座います。
にょろさんの線で考えていくとD=a^2-4a-16>0より
a<2-2√5.a>2+2√5-?@が導けます。そこで、x^2+(a-2)x+5=0の解x= -a+2±√(a^2-4a+16)/2であり、条件よりこの2つの解の内小さい方が1以上、大きいほうが2以下になれば良い。よって 1≦-a+2-√(a^2-4a+16)/2かつ2≦-a+2+√(a^2-4a+16)/2
これを満たすaの範囲と先程の?@のaの範囲を比べて両者の共通範囲がなければ、(ii)共有点が2個のとき この値は存在しない。の証明になるのでしょうか?ご回答宜しくお願いします。

No.5366 - 2009/03/01(Sun) 15:25:40

Re: 軌跡の問題です / 高1
質問の仕方が不適切だったでしょうか?
まず、にょろさん本当に有難う御座いました。私の瑣末な問題に時間を割いてくださいまして。
そこで、にょろさんの解説を参考に考えた方針が上記になりました。この方針に誤りがありでしょうか?自分ではその誤りに気づかないので、ご指摘よろしくお願い致します。
上記の方法ではaの範囲がうまく出てこないのです。

No.5376 - 2009/03/02(Mon) 12:33:25

Re: 軌跡の問題です / angel
「2次方程式 f(x)=0 ( y=f(x)は下に凸 ) が α≦x≦β の間に解を持つ」というのは、グラフを描いてみると、以下のパターンに分かれます。

 1. x=αもしくはx=βが解(重解でない) … f(α)f(β)=0 かつ、判別式≠0
 2. x=αもしくはx=βが重解 … f(α)f(β)=0 かつ、判別式=0
 3. α<x<βに1解(重解でない)のみ … f(α)f(β)<0
 4. α<x<βに重解 … 判別式=0 かつ 軸が α<x<βの範囲
 5. α<x<βに2解 … 判別式>0 かつ 軸が α<x<βの範囲 かつ f(α)>0 かつ f(β)>0

実際に計算のしやすさを考えると、
 1〜3:f(α)f(β)≦0
 4,5:判別式≧0 かつ 軸が α<x<βの範囲 かつ f(α)>0 かつ f(β)>0
の2パターンにまとめるのが良いでしょう。

No.5377 - 2009/03/02(Mon) 15:55:16

Re: 軌跡の問題です / にょろ
ごめんなさい
投稿したと思ったのですが投稿ボタンを押し忘れていたようです…

問題の意図を二つの共有点と間違えてるし…

なので少しでも…
というわけでangelさんの投稿のグラフ例です
ここでは1<x<-1の範囲ですが
1→青
2→緑
3→赤
4→紫
5→黄
のグラフです。
参考になりましたか…?

このようになるaが存在しないことを証明していってください

No.5378 - 2009/03/02(Mon) 21:35:44

Re: 軌跡の問題です / 高1
今更になっての返信申し訳ありません。
にょろさんがお怒りでなかったのは何よりです。
おかげ様で数学200点をとることができました。

No.5417 - 2009/03/12(Thu) 19:11:56