福田の数学〜立教大学2023年理学部第3問〜双曲線と直線の囲む面積 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜立教大学2023年理学部第3問〜双曲線と直線の囲む面積

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{3}$ 座標平面上の曲線Cを
C:$y$=$\frac{3}{x}$-8 ($x$>0)
で定める。また$p$を正の定数とし、点$\left(p, \displaystyle\frac{3}{p}-8\right)$におけるCの接線を$l$とする。
さらに、$a$を実数とし、直線$y$=$ax$を$m$とする。このとき、次の問いに答えよ。
(1)$l$の方程式を求めよ。
(2)$l$が原点を通るとき、$p$の値を求めよ。
(3)Cと$m$が異なる2点P,Qを共有するとき、$a$の値の範囲を求めよ。
(4)(3)のとき、Qの$x$座標$x_0$はPの$x$座標$x_1$よりも大きいとする。$x_0$-$x_1$=1であるときの$a$の値を求めよ。
(5)(4)のとき、Cと直線$m$で囲まれる図形の面積を求めよ。
単元: #大学入試過去問(数学)#積分とその応用#面積・体積・長さ・速度#学校別大学入試過去問解説(数学)#立教大学#数学(高校生)#数Ⅲ
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{3}$ 座標平面上の曲線Cを
C:$y$=$\frac{3}{x}$-8 ($x$>0)
で定める。また$p$を正の定数とし、点$\left(p, \displaystyle\frac{3}{p}-8\right)$におけるCの接線を$l$とする。
さらに、$a$を実数とし、直線$y$=$ax$を$m$とする。このとき、次の問いに答えよ。
(1)$l$の方程式を求めよ。
(2)$l$が原点を通るとき、$p$の値を求めよ。
(3)Cと$m$が異なる2点P,Qを共有するとき、$a$の値の範囲を求めよ。
(4)(3)のとき、Qの$x$座標$x_0$はPの$x$座標$x_1$よりも大きいとする。$x_0$-$x_1$=1であるときの$a$の値を求めよ。
(5)(4)のとき、Cと直線$m$で囲まれる図形の面積を求めよ。
投稿日:2023.07.10

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(3)関数f(x)が等式
$f(x)=\pi x\sin x+\frac{2\pi}{\displaystyle\int_0^{\frac{\pi}{2}}f(t)dt}$
を満たすとき、
$f(x)=\pi x\sin x-\boxed{ス}+\sqrt{\boxed{セ}}$
または
$f(x)=\pi x\sin x-\boxed{ス}-\sqrt{\boxed{セ}}$
である。

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問題文全文(内容文):
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問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{5}$ 曲線y=$\log x$上の点A(t, $\log t$)における法線上に、点BをAB=1となるようにとる。ただしBのx座標はtより大きい。
(1)点Bの座標(u(t), v(t))を求めよ。また$\left(\frac{du}{dt}, \frac{dv}{dt}\right)$を求めよ。
(2)実数rは0<r<1を満たすとし、tがrから1まで動くときに点Aと点Bが描く曲線の長さをそれぞれ$L_1(r)$, $L_2(r)$とする。このとき、極限$\displaystyle\lim_{r \to +0}(L_1(r)-L_2(r))$を求めよ。

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