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関数
解き方を教えてください
答えは省略されていました
回答
本日の3問目はちょっと大変な問題みたいです。
難しいレベルの問題なのかな?模試の過去問とか?
では、覚悟して読んでください。
直線は $ y=tx+t $ です。
これを円の方程式 $ x^2+y^2=1 $ に代入して頑張ってxの2次方程式の形に整理します。
$ (1+t^2)x^2+2t^2x+t^2-1=0 $
この方程式を解くのですが、そもそも点(-1,0)は交点ですから、この2次方程式はx=-1を解に持ちます。ですから因数分解出来て(x+1)というのがでるはず。というところから左辺は(x+1)で割り切れるから割って、もう一つの因数($ (1+t^2)x+(t^2-1)$ ) を得て、Pのx座標はこの因数=0より $ x= \dfrac{1-t^2}{1+t^2} $ 。これが(1)の答。計算で疲れますね。
==(2)を書き換えました。方針大変換ですので前に書いたのを読んでいたら忘れてください。=====
(2) $ \tan \theta + \tan \frac{\theta }{2} = 0 $ の$\tan \frac{\theta }{2}$ を$x$ と置くと、2倍角の公式から
$ \tan \theta = \dfrac{2x}{1-x^2} $ になるので、条件は $ \dfrac{2x}{1-x^2} +x = 0 $ 。
これを解いて$x=0,\pm \sqrt{3} $ 。あとは三角関数の方程式 $ \tan{\frac{\theta}{2}} = 0,\pm \sqrt{3} ( - \frac{\pi}{2} < \frac{\theta}{2} < \frac{\pi}{2} )$ を解きます。
$ \theta = 0, \pm \frac{2}{3} \pi $
このθのときの図を書けばPの座標は読み取れます。
答。Pの座標は(0,0),$ (- \dfrac{1}{2} , \dfrac{\sqrt{3}}{2} ), (- \dfrac{1}{2} , -\dfrac{\sqrt{3}}{2} )$
これだと(1)の答とは無関係ですね。出題者の方針としてはやはりcosθなどをtで表すやり方だったのかもしれませんので、これは別解かも。
方針は大丈夫なので、もし計算間違いがあったら教えてください。がんばってやってみてください。
ありがとうございます!(1)あってました
すいません(1)って分子が-t2乗-1になったんですけど上の式の-は分配する-ですか?
ごめん、書き間違いです。直しました。先頭のマイナスをなくし、分子は1引くtの2乗です。
先頭にマイナスがついて分母は1+tの2乗、分子はtの2乗ー1という分数の先頭のマイナスを分子に分配して項の順を変えます。
(2)の二行目が分かりません
なぜ二倍角になるんですか?
先頭に2を掛けるのではなくθをそのまま二倍できるんですか?
またtanθをxと置くんじゃないんですか?
ええと、θ/2をαとすればθ=2α。これでtan2αの公式が使えます。 tan2α=2tanα/(1-tan2乗α)ですから。 tanα=xとしましたのでそうなります。
tanθをxと置くとtanθ/2は半角の公式を使うことになってしまい、cosθがでてくるし、そもそもtanθ/2の2乗=という公式なので使いにくいのです。それでtanθ/2のほうをxと置くとtanθはxで表せるので便利だということです。
3分の2πって満たせてなくないですか?
±3分のπじゃないんですか?
tan(3分の2π)=ー√3,tanθ/2=tan(3分の1π)=√3だから、足すと0になってOKです。
θ/2=±3分のπですから、θ=±3分の2πになりますよ。
何とか理解できました! 本当にありがとうございます!
明日自分でもう一回解いてみます!
よかったです。おやすみなさい。
たぶん作問者の失敗ですね。(2)だけで三角関数の問題として成立しますからね。かえって(1)があるおかげで引っ張られます。