質問<2393>
「「二次関数」」
日付 2005/5/29
質問者 yori


aを定数とする.ただし、a<4分の9とする.
放物線C:y=-x二乗+2ax-a二乗+2a-1について、
(1)放物線Cの頂点Pの座標を求めよ.
(2)放物線Cと直線y=-x+4分の9が接するときaを求めよ.
(3)y=|x-4分の9|のグラフをLとする.
放物線CとグラフLが接するとき、接点の座標Qを求めよ.
また、グラフLとx軸の共有点をRとする.
放物線Cとx軸は2点で交わるが、x座標が大きいほうの点をAとすると、
四角形APQRの面積は?

はじめまして!いきなりで不躾ではありますが、
この問題の解答をお願いできませんか?

★希望★完全解答★

お便り
日付 2005/6/15
回答者


aを定数とする.ただし、a<4分の9とする.
放物線C:y=-x二乗+2ax-a二乗+2a-1について、
(1)放物線Cの頂点Pの座標を求めよ.

y=-(x-a)2乗+2a-1
よって、頂点P(a、2a-1)


(2)放物線Cと直線y=-x+4分の9が接するときaを求めよ.

 y=-x+\(\frac{9}{4}\)
 y=-x二乗+2ax-a二乗+2a-1
について、題意の時はこの2式が重解を持つことと必要十分な為
-x+\(\frac{9}{4}\)=-x二乗+2ax-a二乗+2a-1が重解を持つ
⇔x2乗-(2a+1)x+a2乗-2a+\(\frac{13}{4}\)が重解
⇔(2a+1)2乗-4(-2a+\(\frac{13}{4}\))=0
⇔a=1


(3)y=|x-4分の9|のグラフをLとする.
放物線CとグラフLが接するとき、接点の座標Qを求めよ.
また、グラフLとx軸の共有点をRとする.
放物線Cとx軸は2点で交わるが、x座標が大きいほうの点をAとすると、
四角形APQRの面積は?

a<\(\frac{9}{4}\)であることを考えると、
y=x-\(\frac{9}{4}\)(x≧\(\frac{9}{4}\))(y=|x-\(\frac{9}{4}\)|のx≧\(\frac{9}{4}\)の時)と
y=-x二乗+2ax-a二乗+2a-1が題意の範囲で接することはない
(∵y=|x-\(\frac{9}{4}\)|(x≧\(\frac{9}{4}\))、すなわちy=x-\(\frac{9}{4}\)(x≧\(\frac{9}{4}\))がCと接するとすると、
(2)と同様にするとa=-\(\frac{3}{2}\)を得て、その時接点は(-2,-\(\frac{17}{4}\))となり、
x≧\(\frac{9}{4}\)に対して不適。また、y=|x-\(\frac{9}{4}\)|≧0を考えても反することが分る)
従って、y=|x-\(\frac{9}{4}\)|とCが接するときはx≦\(\frac{9}{4}\)の時である。
そこで(2)を考え合わせると、a=1と分り、その接点は
 y=-x+\(\frac{9}{4}\)
 y=-x二乗+2x
を連立させるとx=\(\frac{3}{2}\)を得る為、接点Qは(\(\frac{3}{2}\)、\(\frac{3}{4}\))となる。
また、y=-x二乗+2xとx軸との交点で大きい方はx=2である。
そこで以上を整理すると
 A(2,0)、P(1,1)、Q(\(\frac{3}{2}\),\(\frac{3}{4}\))、R(\(\frac{9}{4}\),0)
であり求める面積は三角形APRとPQRの和であるから
(xy平面での三角形の面積の公式などを使う)
 \(\frac{1}{8}\)+\(\frac{3}{32}\)=\(\frac{7}{32}\)