質問<2984>
「「微分の問題」」
日付 2006/2/25
質問者 けい


放物線y=x^2に接する2本の接線が点(1、t)を通る。
2本の接線が直交するときのtの値を求めよ。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2006/2/26
回答者 angel


y=\(x^{2}\) の導関数 y'=2x より、
x=a における y=\(x^{2}\) の接線は、
 y=2a(x-a)+\(a^{2}\) すなわち y=2ax-\(a^{2}\)
同様に、x=b (a<b) における接線は、
 y=2bx-\(b^{2}\)

この2接線が点(1,t)を通る時、
 t=2a-\(a^{2}\) …(1)
 t=2b-\(b^{2}\) …(2)

(1),(2)辺々引いて
 2a-\(a^{2}\)=2b-\(b^{2}\)
 0=(a-b)(a+b-2)
 a+b=2 (∵a≠b)

また、2接線が垂直な時、傾きの積が -1、よって
 4ab=-1
 ab=-\(\frac{1}{4}\)

(1),(2)辺々足して
 2t=2(a+b)-(\(a^{2}\)+\(b^{2}\))
  =2(a+b)-(a+b\()^{2}\)+2ab
  =2・2-\(2^{2}\)+2・(-\(\frac{1}{4}\))
  =-\(\frac{1}{2}\)
よって、t=-\(\frac{1}{4}\) …(答え)
この条件を満たす a,b は、方程式 \(p^{2}\)-2p-\(\frac{1}{4}\)=0 の2解、
(a,b)=(1-\(\sqrt{\quad}\)\(\frac{5}{2}\), 1+\(\sqrt{\quad}\)\(\frac{5}{2}\)) が存在する。