「放物線と他の図形との位置関係」の質問と回答

1
2つの2次関数 y=I^{2}−mI+4 と y=I^{2}−6I+m のグラフがともに
I軸と異なる2点で交わるような定数mの値の範囲を求めよ。

また、このmの範囲内で、2つのグラフが互いに交わる時、交点のI座標が
負の値をとるようなmの値の範囲を求めよ。
GO
2
次の放物線と直線は共有点をもつか。持つときはその座標を求めよ。

(1)y=x^{2}、 y=x+2 
(2)y=4x^{2}−6x+1、 y=2x−4

GO
3
2次関数 y=2x^{2}-kx+1 のグラフと、直線 y=x-1 が接するような定数kの値と、そのときの接点の座標を求めよ。
GO
4
y=I^{2}−2I+5 と y=−2I^{2}+2 の両方に接する接線の方程式を 求めよ。
GO
 

2次関数の決定    最大・最小    図形への応用     質問と回答TOPへ

 

放物線がx軸と交わる
がんばるぞ!!さん    [Profile 北海道地方に住む高校1年生の男性の方] 投稿日2002/8/31(土)01:13

夏の課題で、基本問題とあるのですが、調べても分かりませんでした。

☆☆☆☆
 問題
☆☆☆☆
 2つの2次関数 y=I^{2}−mI+4 と y=I^{2}−6I+m のグラフがともに
 I軸と異なる2点で交わるような定数mの値の範囲を求めよ。

 また、このmの範囲内で、2つのグラフが互いに交わる時、交点のI座標が
 負の値をとるようなmの値の範囲を求めよ。
_____________________________________
  
 @y=I^{2}−mI+4        Ay=I^{2}−6I+m
   I軸と2点を共有するから、       I軸と2点を共有するから
  D=(−m)^{2}−4×1×4      D=(−6)^{2}−4×1×m
   =m^{2}−16            =36−4m
   よって、2点で交わる条件は       よって、2点で交わる条件は
   m^{2}−16>0           36−4m>0
     m^{2} >16           −4m>−36
        m>4              m<9

  ここまでしか分からないのですが、上の回答もあっているか疑問です。

  お願いします。

新矢(管理人)ホームページ  [Profile M78星雲に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/8/31(土)01:42

がんばるぞ!さん、はじめまして。

2次不等式は学習済みですか?
m^{2}>16 の解は、m<-4 または m>4 です。
未履修でも、逆に答えからなんとなく、そんなもんかな、と解るかと思います。

問題文中の『ともに』とはどういう意味でしょう?
@ y=I^{2}−mI+4 もx軸と2点で交わるし、
 “かつ”
A y=I^{2}−6I+m もx軸と2点で交わるということですね。
@の条件 m<-4 または m>4 と
Aの条件 m<9 をともにみたすmの範囲が答えです。
数直線で考えてみて下さい。

【後半】 @とAの交点のx座標は、どのようにしたら求まりますか?

例えば、直線 y=2x-3 と 直線 y=-x-6 の交点はどうやって求めますか?
放物線と放物線の交点も、考え方は同じです。

交点のx座標は x=(4-m)/(m-6) となるはずです。
これが負である、というのですから、
不等式  (4-m)/(m-6)<0 を解けばいいのですが、
両辺に m-6 を掛ける際に、場合分けが必要となりますので、注意しましょう。

解り難ければ、再度質問してください。

続きです 投稿者:新矢(管理人)ホームページ  [Profile 眠れぬ森に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/8/31(土)02:17

前半の答えは、m<-4 または 4<m<9 です。

不等式 (4-m)/(m-6)<0 の解き方ですが、

★ 分数のある方程式・不等式は、両辺に適当な数を掛けて、分数をなくす。

★ 不等式の両辺にマイナスの数を掛けると、不等号が逆転する。

両辺に、m-6 を掛けて、分数でなくします。

(イ)m-6>0 のとき、前半の答から、すなわち、6<m<9 のとき
両辺に m-6 を掛けると、右辺は0だから、
 4-m<0 つまり、m>4 となります。
場合分けの 6<m<9 は、この条件 m>4 を満たしているので、
6<m<9 が、まず答えの1つです。

(ロ)m-6<0 のとき、前半の答から、すなわち、m<-4 または 4<m<6 のとき
このときは不等号が逆転しますから、
  4-m>0 つまり m<4 となります。
 場合分けの m<-4 または 4<m<6 で、これを満たしているのは、
 m<-4 です。

(イ)(ロ)より、答 m<-4 または 6<m<9

実は、2つの放物線の交点を求めるときも、場合分けが必要だったのです。
 (m-6)x=4-m …@ から、x=(4-m)/(m-6) としたと思うのですが、
これは両辺を m-6 で割ったのです。

★ 0で割ることは出来ない

ので、m≠6 のとき、x=(4-m)/(m-6) としなくてはいけません。
では、m=6 のときはどうするかというと、
@ に代入します。
 0x=-2 となりますね。これをみたすxはないので、不適、
すなわち、2つの放物線は交わらないということです。


納得しました!! 投稿者:がんばるぞ!!さん  [Profile 北海道地方に住む高校1年生の男性の方] 投稿日:2002/8/31(土)02:23

大変詳しい解説をありがとうございました☆☆

無事にこの問題は理解できました。

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放物線と直線の交点
裕美子さん    [Profile 関東地方に住む高校1年生の女性の方] 投稿日2002/8/7(水)17:13

お久しぶりです!!夏休みに数学克服しよう!!って決意した私です。
今、夏休みの宿題に励んでいるんですが・・・。全然わかんないんです。
教えてもらえないでしょうか。教科書、参考書調べたんですけど。
わかりません。途中式くらい書かなきゃいけないのはわかってるんですけど。
すみません。教えてください!!!

☆次の放物線と直線は共有点をもつか。持つときはその座標を求めよ。☆
(1)y=x2乗、y=x+2 
(2)y=4x2乗−6x+1、y=2x−4


       よろしくおねがいします。

新矢  [Profile M78星雲に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/8/8(木)01:12

覚えてるよー(って僕は鶴瓶か)。
>夏休みに数学克服しよう!!って決意した私です。
解らないところが出てきたら、決意が揺らぎがちになりますが、そのような時は、当掲示板を大いに利用してください。

中学の復習です。
2直線 y=2x-1 と y=-x-3 の交点を求めよ。
だったらどうします? 2式を連立方程式とみて解きますね。
つまり右辺どうしくっつけて、2x-1=-x-3 を解きますね。
この場合も同じです。

(1)y=x2乗、y=x+2 
右辺どうしくっつけて、x^{2}=x+2
x^{2}-x-2=0
これを解くと、x=2,-1 となります。
つまり、y=x^{2} と y=x+2 の交点の x 座標は、2 と -1 ということです。y座標は、y=x^{2} から そてぞれ 4 、1 です。
 (答)2点 (2,4),(-1,1) で交わる

(2)y=4x2乗−6x+1、y=2x−4 
右辺どうしくっつけて、4x^{2}-6x+1=2x-4 
 4x^{2}-8x+5=0
この方程式の判別式(解の公式のルートの中)は
D=64-4*4*5=64-80=-16 となりますから、この方程式は解を持ちません。
これはどういうことでしょう?
y=4x2乗−6x+1 と y=2x−4 は交わらないということです。

楽しい♪ 投稿者:裕美子さん  [Profile 関東地方に住む高校1年生の女性の方] 投稿日:2002/8/8(木)09:31

あっ!2直線の交点って考えれば良いんですね!!わかりました。わかると数学って楽しいんですよね。わかんないととことんやだし・・・。
なんか、簡単な問題ですみません。
また、わからなかったら質問させてもらいます☆
ありがとうございました!!

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放物線と直線が接する
kazukiさん    [Profile 岩手県に住む高校1年生の男性の方] 投稿日2002/8/14(水)10:13

はじめまして、一樹です?
夏休みの宿題をしていたら、分からない問題が出てきました。
授業で何度もやった問題なのですが。さっぱり忘れてしまいました。

2次関数y=2x^{2}-kx+1のグラフと直線y=x-1が接するような定数kの値と、そのときの接点の座標を求めよ。

2次関数と直線の接点の求め方も教えてください

新矢  [Profile M78星雲に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/8/14(水)20:12

kazukiさん、はじめまして。

放物線や直線に限らず、一般に2つの図形
y=f(x) と y=g(x) の交点を求めよ。
といわれたら、方程式 f(x)=g(x) を解けば、交点のx座標が求まります。

(例1)2つの直線 y=-x+2 と y=x+4 の交点?
 -x+2=x+4  を解いて、x=-1
  y 座標はどちらでも好きなほうに代入して、y=3
  ゆえに 交点は (-1,3)
(例2) 放物線 y=x^{2}+2x-1 と 直線 y=x+1 の交点?
  右辺どうし、くっつけて
   x^{2}+2x-1=x+1
   x^{2}+x-2=0
   (x+2)(x-1)=0  ゆえに x=-2,1
  y座標は、計算が楽な直線 y=x+1 の方に代入して
  (-2,-1)、(1,2) の2点で交わる。

=========================
2次関数y=2x^{2}-kx+1のグラフと直線y=x-1が接するような定数kの値?

交点を求める方向で考えると、
 2x^{2}-kx+1=x-1
 2x^{2}-(k+1)x+2=0 …@
これは2次方程式です。
2次方程式は判別式(解の公式のルートの中)D=b^{2}-4ac の符号によって、
異なる2実解になったり、重解になったり、実数解なし
になったりするのでしたね(ここは大切です。あやふやなら教科書で確認を!)

放物線と直線が接するということは、交点が唯一つだということです。
つまり、方程式@の判別式(解の公式の√の中)が0になればいいのです。

D=(k+1)^{2}-16=k^{2}+2k-15=(k+5)(k-3)=0
 k=-5,3

そのときの接点の座標ですが、簡単なやり方もあるのですが、今は基本に忠実に、
k=-5、k=3 をそれぞれ@に代入して、解けばいいでしょう。

(答)k=-5 のとき接点 (-1,-2)、k=3 のとき接点 (1,0)

kazukiさん  [Profile 岩手県に住む高校1年生の男性の方] 投稿日:2002/8/15(木)13:23

ありがとうございました。

説明されると、小学校のときに解いていた問題と同じだと気づきました

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2つの放物線の共通接線
ROMEさん    [Profile 秘密に住む高校1年生の秘密の方] 投稿日2002/8/29(木)23:53

夏休みの宿題です。自力で解きたくて、本屋で関連した解法が掲載されている参考書を探したのですが、見つからず、どうしても解けません。下記の問題に関する解法が掲載された参考書をご存知であれば、合わせて教えてください。宜しくお願いします。
      
問題:  y=I^{2}−2I+5 と y=−2I^{2}+2の両方に接する接線の方程式を
     求めよ。

 連立方程式にして解こうとしたり、接線の方程式をy=mI+nとおいて解こうとしたり、2つの式の頂点を求めて代入しようとしたり、色々試みましたが、さっぱり分かりません・・・・。
 どうぞ、宜しくお願いします。

向学心旺盛ですね。 投稿者:新矢(管理人)ホームページ  [Profile 銀河系に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/8/30(金)03:05

ROMEさん、こんばんは。

>自力で解きたくて、本屋で関連した解法が掲載されている参考書を探したのですが、

この気持ちがある限り、必ず数学はできるようになります。

>接線の方程式をy=mI+nとおいて解こうとしたり、

これでいいんです。
y=x^{2}-2x+5 と y=mx+n が接する条件を求めます。
x^{2}-2x+5=mx+n
x^{2}-(m+2)x+5-n=0
これの判別式(解の公式のルートの中身)が0ならばいいんですね。(ここ、宜しいでしょうか?)
D=(m+2)^{2}-4(5-n)
 =m^{2}+4m+4n-16=0 …@

y=-2x^{2}+2 と y=mx+n が接する条件も、同じように考えると、
 m^{2}-8n+16=0 …A になるかと思います。
あとは、連立方程式 @、A を解くだけですね。

○ 参考書についてですが、私は高校1、2年生の皆さんには、日常学習用に
東京書籍『ニューアクションβ』を奨めています。
ただ、今手元にないもので、この問題の類題が載っているかは判らないのですが、
持っていて損はしない、名著だと思います。

ありがとうございました。 投稿者:ROMEさん  [Profile 秘密に住む高校1年生の秘密の方] 投稿日:2002/8/31(土)01:39

やっと理解することができました。
本当に、ありがとうございました。

早速、おすすめしていただいた参考書を書店で買いました。

数学が苦手なので、一日も早く、得意科目にしたいです。
今後とも、宜しくお願いします。

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