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軌跡

    東大 オープン (id: 2002) (2023年5月8日18:01)
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    (1)はあってるのですが(2)の求め方を教えてください

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    回答

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年5月8日19:09)
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    (1)には軌跡の限界があり、aの値には範囲が定まるようです。aが任意だったら、Dの面積は無限になっちゃうよ。 これから調べます。 調べました。 $x^3-3ax^2-3x-a=0$ が3実数解を持つ ⇔ $ \dfrac{x^3-3x}{3x^2+1}=a$ が3実数解を持つ ⇔ $y=\dfrac{x^3-3x}{3x^2+1}$ のグラフと直線y=aが3点で交わる グラフの概形を調べ、極値を計算するのです! (概形などは、ご存じかもしれないけれどWolframで見られますよ https://ja.wolframalpha.com/input?i=y%3D%28x%5E3-3x%29%2F%283x%5E2%2B1%29+%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%95 微分すればいいのでやると、$x=\pm \sqrt{\sqrt{5}-2}$ で極値をとり、その値は $ y=\pm (\sqrt{5}-2)^{\frac{3}{2}}$ ←計算間違いしてなければね。 よって$ - (\sqrt{5}-2)^{\frac{3}{2}}<a<(\sqrt{5}-2)^{\frac{3}{2}}$ よって(1)の軌跡の答にはXの範囲 $ - (\sqrt{5}-2)^{\frac{3}{2}}<X<(\sqrt{5}-2)^{\frac{3}{2}}$ をつけなければなりません。 これで(2)も求められますね、原理的には! Dは原点対称だから半分求めて2倍すればいいね。 $a=(\sqrt{5}-2)^{\frac{3}{2}}$ のときの直線から3次曲線の式を引いたものを0から交点まで定積分! がんばってください!!これ以上は遠慮したいなぁ。 方針は理解してくれましたか? もっとうまい手を見つけたら教えてください。 いったいこれらは何の問題なのですか?教えてください。
    東大 オープン (id: 2002) (2023年5月8日19:21)
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    (1)は自信があるってことです、書き方悪くてごめんなさい

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年5月8日21:05)
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    了解。あってますよ。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年5月8日21:10)
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    あ、いや、まだ未完成では?軌跡の限界があるみたい。3交点が存在するためのaの範囲を求めておかなくては軌跡の解答としては減点ですね。私はこれから調べます。しばしお待ちを!

    東大 オープン (id: 2002) (2023年5月9日8:46)
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    Dは原点対弥とはどういうことですか

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年5月9日12:36)
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    うーむ、根拠薄弱ですね。取り消します。y=x^3が原点対称なのでつい。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年5月9日12:38)
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    作問した友人は解けているのですか?

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2023年5月9日16:21)
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    あ、やっぱり原点対称です。Xの範囲が対称だし、3次関数の方も対称だし。

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