問題28 通過領域を考える別解(p68)【ぐんぐん解ける理系数学ⅠAⅡB+ベクトル補足解説】

問題28 通過領域を考える別解(p68)

\(a,\ b\) を実数とする.「\(2t^2+at+b-1=0,\ -1\leqq t\leqq1\) を満たす実数 \(t\) が存在する」\(\cdots(*)\) を満たす点 \((a,\ b)\) の存在範囲を図示せよ.

\(ab\) 平面において,点 \((-4t,\ 2t^2+1)\) における放物線 \(b=\dfrac{a^2}{8}+1\) の接線 \(l\) の方程式は,

\(\ \ \ \ \ b=-t(a+4t)+2t^2+1\quad\cdots\text{①}\)

(\(\because\ a=-4t\) において,\(b’=\dfrac{a}{4}=-t\))

\(\ \ \ \ \ \text{①}\ \Leftrightarrow\ 2t^2+at+b-1=0\)

であるから,\(t\) が \(-1\leqq t\leqq1\) の範囲を動くときの \(l\) の通過領域を \(D\) とすると,

\(\ \ \ \ \ (*)\ \Leftrightarrow\ (a,\ b)\in D\)

よって,点 \((a,\ b)\) の存在範囲は,境界線を含む次の図の斜線部.

放物線とその接線が通過するab平面上の領域

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