xy平面上で考える。不等式y<-x^2+16の表す領域をDとし、不等式|x-1|+ |y|≦1の表す領域をEとする。このとき、以下の問いに答えよ。 (1)領域Dと領域Eをそれぞれ図示せよ。 (2)A(a、b)を領域Dに属する点とする。点(a、b)を通り傾きが-2aの直線と放物線y=-x^2+16で囲まれた部分の面積をS(a、b)とする。S(a、b)をa、bを用いて表せ。 (3)点(a、b)が領域Eを動くとき、S(a、b)の最大値を求めよ。
こちらの問題の解答を途中式も含めて教えてください。
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No.27722 - 2014/07/15(Tue) 22:55:55
| ☆ Re: / X | | | (1) 領域Eですがこれは |x|+|y|≦1 (A) が示す領域をx軸方向に1平行移動したものを考えた方が 早いです。 ((A)は4点(1,0),(0,1),(-1,0),(0,-1)を頂点とする 正方形の周及び内部となります。)
(2) 条件の直線の方程式は y=-2a(x-a)+b 整理して y=-2ax+2a^2+b (B) (B)と放物線 y=-x^2+16 (C) との交点のx座標について x^2-2ax+2a^2+b-16=0 (D) ∴(D)の解をα、β(α<β)とすると、 解と係数の関係から α+β=2a (E) αβ=2a^2+b-16 (F) 一方、このとき S(a,b)=∫[α→β]{(-x^2+16)-(-2ax+2a^2+b)}dx (G) (G)を計算して(E)(F)を用いてα,βを消去します。 β-αの値を先に計算しておくと、計算が スムーズに行きます。 こちらの計算では S(a,b)=(4/3){16-(a^2+b)}^(3/2) となりました。
(3) (2)の結果より S(a,b)が最大のときa^2+bは最小 であることが分かります。 そこで x^2+y=k (H) と置き(H)のグラフが領域Eを通るときの kの最小値を求めることを考えます。 (H)は y=k-x^2 となりますので…。
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No.27726 - 2014/07/16(Wed) 09:48:01 |
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