4x
曲線y=───── に点(0,a)から何本の接線が引けるか、
x2+1
定数aの値によって分類せよ。
明日までにお願いします。
4x
曲線y=───── に点(0,a)から何本の接線が引けるか、
x2+1
定数aの値によって分類せよ。
明日までにお願いします。
4x
y=──── のグラフは、微分の増減表より、
x2 +1
4(x2 +1)-4x・2x -4x2 +4
y′=─────────────=───────
(x2 +1)2 (x2 +1)2
-4(x2 -1)
=────────
(x2 +1)2
y′=0より、x=\(\pm\)1
増減表は、
x |…………|-1|…………|1|…………
──────────────────────
y′| - | 0| + |0| -
──────────────────────
y | 減少 |-2| 増加 |2| 減少
4
───
4x x
lim ─────=lim ───────
x→\(\pm\)∞ x2 +1 x→\(\pm\)∞ 1
1+────
x2
0
=─────=0(x軸に限りなく近づく)
1+0

このグラフ上の任意の点(b,f(b))をとると、
4b
f(b)=──────
b2 +1
この点における接線の方程式は
y-f(b)=f′(b)(x-b)より、
この接線が点(0,a)を通るから、
a-f(b)=f′(b)(0-b)
a=f(b)-b・f′(b)
4b -4(b2 -1)
=────-b・───────
b2 +1 (b2 +1)2
4b3 +4b+4b3 -4b
=─────────────
(b2 +1)2
8b3
=──────
(b2 +1)2
これを2つの関数に分けてグラフを書き、交点の数を調べると、
{y=a
{
{ 8b3
{y=────────
{ (b2 +1)2
-8b2 (4b2 -3)
y′=───────────
(b2 +1)3
\(\sqrt{\quad}\)3
y′=0より、b=0(重解),\(\pm\)──
2
b |……|-\(\sqrt{\quad}\)3/2|……|0|……|\(\sqrt{\quad}\)3/2|……
───────────────────────────
y′| -| 0 | +|0| +| 0 | -
───────────────────────────
y |減少|-48\(\sqrt{\quad}\)\(\frac{3}{49}\)|増加|0|増加|48\(\sqrt{\quad}\)\(\frac{3}{49}\)|減少
この増減表に基づきグラフを書き、y=a(水平線)との交点を
数えて分類すると、

48\(\sqrt{\quad}\)3
a>────のとき、接線は0本
49
48\(\sqrt{\quad}\)3
a=────のとき、接線は1本
49
48\(\sqrt{\quad}\)3
────>a>0のとき、接線は2本
49
a=0のとき、接線は1本
48\(\sqrt{\quad}\)3
0>a>-────のとき、接線は2本
49
48\(\sqrt{\quad}\)3
a=-────のとき、接線は1本
49
48\(\sqrt{\quad}\)3
a<-────のとき、接線は0本
49