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京都大学 前期 1984年 解答解説 このページの閲覧数
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京都大学 前期 1984年 第3問 (解答解説)

📝 問題

実数の値によって定まる点とがある.

  1. がすべての実数を動くとき,直線が通過する範囲を図示せよ.

  2. が区間を動くとき,線分が通過する範囲の面積を求めよ.

✏️ 解答解説

【解答】

パラメータ $t$ に対する点 $P, Q$ と直線 $PQ$ の概要

図 1: パラメータ に対する点 と直線 の概要

(1)

より だから,

とおける.これを整理して

である.が実数域全体を動く時,(式2)をみたすが存在するので, 判別式としてだから

である.これを図示すると下図斜線部(境界を含む)である.

判別式 $D=x^2-4y\geq0$ を満たす領域

図 2: 判別式 を満たす領域

(2)

(式2)から線分の方程式は

である.これを満たすをもとめる.そこでと固定して右辺の値域を考えよう.

$0\leq t\leq1$ と $t-1\leq X\leq t+1$ の範囲と軸 $t=\dfrac{X}{2}$

図 3: と の範囲と軸

に関する条件

と,の軸の大小を比較して,

である.

$X$ の値に応じた $f(t)$ の最大・最小(左: $0\le X\le 2$,右: $-1\le X\le 0$)

図 4: の値に応じた の最大・最小(左: ,右: )

次にをうごかして,求める領域は

である.これは下図斜線部 (境界含む) で, もとめる面積はの三角形の領域との領域に分けられて,

である.

面積 $S$ を求める領域(境界を含む)

図 5: 面積 を求める領域(境界を含む)

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