a,bを正の定数とする。平面上の曲線Cは媒介変数を用いて,
X=a(2+sint),Y=b(1+cost)
で表されている。
(1) 曲線CをX,Yの方程式で表せ。
(2) 曲線Cの接線で原点(0,0)をとおるものを全て求めよ。
という問題を解いたのですが,(2)がわかりません。
解法のアドバイスをお願いします。
a,bを正の定数とする。平面上の曲線Cは媒介変数を用いて,
X=a(2+sint),Y=b(1+cost)
で表されている。
(1) 曲線CをX,Yの方程式で表せ。
(2) 曲線Cの接線で原点(0,0)をとおるものを全て求めよ。
という問題を解いたのですが,(2)がわかりません。
解法のアドバイスをお願いします。
(2)
y=0, 4bx-3ay=0.
(1)
(x-2a)^2 (y-b)^2
───────+──────=1
a^2 b^2
(2)
この楕円上の接点(α,β)とすると、接線の公式より、
(α-2a)(x-2a) (β-b)(y-b)
────────────+──────────=1
a^2 b^2
これが原点を通るから、x=0,y=0を代入して、
(α-2a)(-2a) (β-b)(-b)
───────────+──────────=1
a^2 b^2
(α-2a)(-2) (β-b)(-1)
──────────+─────────=1
a b
両辺にabをかけて、
-2b(α-2a)-a(β-b)=ab
-2bα+4ab-aβ+ab-ab=0
2bα+aβ-4ab=0
2b
∴β=-──・α+4b
a
この接点(α,β)は、楕円上にあるから、代入して、
(α-2a)^2 (β-b)^2
───────+──────=1
a^2 b^2
(α-2a)^2 {(-2b/a)α+4b-b}^2
───────+────────────────=1
a^2 b^2
両辺にa^2b^2をかけて、
b^2(α-2a)^2+a^2{(-2b/a)α+3b}^2=a^2b^2
b^2α^2-4ab^2α+4a^2b^2+4b^2α^2
-12ab^2α+9a^2b^2-a^2b^2=0
5b^2α^2-16ab^2α+12a^2b^2=0
b^2で両辺を割って、
5α^2-16aα+12a^2=0
(5α-6a)(α-2a)=0
6
∴α=─a、2a
5
βの式に代入して、
2b 6 12b -12b+20b 8
β=-──・─a+4b=-───+4b=────────=─b
a 5 5 5 5
または、
2b
β=-──・2a+4b=-4b+4b=0
a
したがって、
6 8 (8/5)b 4b
接点(─a,─b)と原点を通る接線は、y=──────x=──x
5 5 (6/5)a 3a
∴4bx-3ay=0………(答)
0
接点(2a,0)と原点を通る接線は、y=──x=0
2a
∴y=0(x軸)………(答)