
問題の解答

検索用コード(LaTeX)
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% 例題I3.3.15:放物線と直線の共有点の個数(One More)★★
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次の放物線と直線の共有点の個数を調べよ.ただし,$k$を定数とする.
(1) 放物線$y=3x^2+6x+4$,直線$y=-3x+k$
(2) 放物線$y=x^2-2kx+k^2+5$,直線$y=2x+2$
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% 例題I3.3.15の解答(One More)★★
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(1) $\{\begin{array}{l}y=3x^2+6x+4\cdots(\mathrm{i})\\y=-3x+k\cdots(\mathrm{ii})\end{array}$とする.
(i) と(ii)から$y$を消去すると,$3x^2+6x+4=-3x+k$
整理すると,$3x^2+9x+4-k=0$
この2次方程式の判別式を$D$とすると,
\[
D=9^2-4\cdot 3\cdot(4-k)=81-12(4-k)=12k+33
\]
よって,共有点の個数は,$k$の値によって次のようになる.
\begin{align*}
&12k+33>0\text{のとき,すなわち,}k>-\frac{11}{4}\text{のとき,}&&\text{2個}\\
&12k+33=0\text{のとき,すなわち,}k=-\frac{11}{4}\text{のとき,}&&\text{1個}\\
&12k+33<0\text{のとき,すなわち,}k<-\frac{11}{4}\text{のとき,}&&\text{0個}
\end{align*}
(2) $\{\begin{array}{l}y=x^2-2kx+k^2+5\cdots(\mathrm{i})\\y=2x+2\cdots(\mathrm{ii})\end{array}$とする.
(i) と(ii)から$y$を消去すると,$x^2-2kx+k^2+5=2x+2$
整理すると,$x^2-2(k+1)x+(k^2+3)=0$
この2次方程式の判別式を$D$とすると,
\[
\frac{D}{4}=\{-(k+1)\}^2-1\cdot(k^2+3)=2k-2
\]
よって,共有点の個数は,$k$の値によって次のようになる.
\begin{align*}
&2k-2>0\text{のとき,すなわち,}k>1\text{のとき,}&&\text{2個}\\
&2k-2=0\text{のとき,すなわち,}k=1\text{のとき,}&&\text{1個}\\
&2k-2<0\text{のとき,すなわち,}k<1\text{のとき,}&&\text{0個}
\end{align*}
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% 問題I3.3.15:放物線と直線の共有点の個数(One More)★★
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次の放物線と直線の共有点の個数を調べよ.ただし,$k$を定数とする.
(1) 放物線$y=2x^2+4x-3$,直線$y=-2x+k$
(2) 放物線$y=-x^2+3x+k+1$,直線$y=-x+2$
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% 問題I3.3.15の解答(One More)★★
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(1) $\{\begin{array}{l}y=2x^2+4x-3\cdots(\mathrm{i})\\y=-2x+k\cdots(\mathrm{ii})\end{array}$とする.
(i) と(ii)から$y$を消去すると,$2x^2+4x-3=-2x+k$
整理すると,$2x^2+6x-3-k=0$
この2次方程式の判別式を$D$とすると,
\[
\frac{D}{4}=3^2-2\cdot(-3-k)=9+2(3+k)=2k+15
\]
よって,共有点の個数は,$k$の値によって次のようになる.
\begin{align*}
&2k+15>0\text{のとき,すなわち,}k>-\frac{15}{2}\text{のとき,}&&\text{2個}\\
&2k+15=0\text{のとき,すなわち,}k=-\frac{15}{2}\text{のとき,}&&\text{1個}\\
&2k+15<0\text{のとき,すなわち,}k<-\frac{15}{2}\text{のとき,}&&\text{0個}
\end{align*}
(2) $\{\begin{array}{l}y=-x^2+3x+k+1\cdots(\mathrm{i})\\y=-x+2\cdots(\mathrm{ii})\end{array}$とする.
(i) と(ii)から$y$を消去すると,$-x^2+3x+k+1=-x+2$
整理すると,$x^2-4x-k+1=0$
この2次方程式の判別式を$D$とすると,
\[
\frac{D}{4}=(-2)^2-1\cdot(-k+1)=4+(k-1)=k+3
\]
よって,共有点の個数は,$k$の値によって次のようになる.
\begin{align*}
&k+3>0\text{のとき,すなわち,}k>-3\text{のとき,}&&\text{2個}\\
&k+3=0\text{のとき,すなわち,}k=-3\text{のとき,}&&\text{1個}\\
&k+3<0\text{のとき,すなわち,}k<-3\text{のとき,}&&\text{0個}
\end{align*}
動的教材(例題3.3.15)
(1) \( y = 3x^2+6x+4 \) , \( y=-3x + k \)
(2) \( y = x^2 – 2kx + k^2 + 5 \) , \( y=2x + 2 \)
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