福田の数学〜早稲田大学2021年理工学部第1問〜2直線のなす角の最小 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜早稲田大学2021年理工学部第1問〜2直線のなす角の最小

問題文全文(内容文):
${\Large\boxed{1}}$ $xy$平面上の曲線$y=x^3$を$C$とする。$C$上の2点$A(-1,-1), B(1,1)$をとる。
さらに、$C$上で原点$O$と$B$の間に動点$P(t,t^3)(0 \lt t \lt 1)$をとる。このとき、
以下の問いに答えよ。
(1)直線$AP$と$x$軸のなす角を$\alpha$とし、直線$PB$と$x$軸のなす角を$\beta$とするとき、
$\tan\alpha,\tan\beta$を$t$を用いて表せ。ただし、$0 \lt \alpha \lt \displaystyle \frac{\pi}{2},\ 0 \lt \beta \lt \displaystyle \frac{\pi}{2}$とする。

(2)$\tan\angle APB$を$t$を用いて表せ。

(3)$\angle APB$を最小にする$t$の値を求めよ。

2021早稲田大学理工学部過去問
単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#三角関数#加法定理とその応用#微分とその応用#微分法#学校別大学入試過去問解説(数学)#早稲田大学#数学(高校生)#数Ⅲ
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
${\Large\boxed{1}}$ $xy$平面上の曲線$y=x^3$を$C$とする。$C$上の2点$A(-1,-1), B(1,1)$をとる。
さらに、$C$上で原点$O$と$B$の間に動点$P(t,t^3)(0 \lt t \lt 1)$をとる。このとき、
以下の問いに答えよ。
(1)直線$AP$と$x$軸のなす角を$\alpha$とし、直線$PB$と$x$軸のなす角を$\beta$とするとき、
$\tan\alpha,\tan\beta$を$t$を用いて表せ。ただし、$0 \lt \alpha \lt \displaystyle \frac{\pi}{2},\ 0 \lt \beta \lt \displaystyle \frac{\pi}{2}$とする。

(2)$\tan\angle APB$を$t$を用いて表せ。

(3)$\angle APB$を最小にする$t$の値を求めよ。

2021早稲田大学理工学部過去問
投稿日:2021.05.24

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問題文全文(内容文):
◎次の関数の最大値と最小値、およびそのときの$\theta$の値を求めよう。

①$y=2\sin \theta -5(\displaystyle \frac{π}{3}\leqq\theta\leqq\displaystyle \frac{7}{6}π)$

②$y=\sin(\theta-\displaystyle \frac{π}{3})(0\leqq\theta\leqq\displaystyle \frac{2}{3}π)$

③$y=\cos (2\theta-\displaystyle \frac{π}{3})(\displaystyle \frac{π}{4}\leqq\theta\leqq\displaystyle \frac{π}{2})$

④$y=2\cos(2\theta-\displaystyle \frac{π}{6})(\displaystyle \frac{π}{6}\leqq\theta\leqq\displaystyle \frac{π}{3})$
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問題文全文(内容文):
関数
$y=2cos^2\theta-\sqrt3 cos\theta sin\theta-sin^2\theta (0≦\theta≦\pi)$
の最大値とその時の$\theta$を求めよ。

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$0 \leqq x \lt 2π$のとき、次の方程式を書こう。

①$2 \cos 2x+1=4\sin x$

②$\sin2x=\cos x$
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問題文全文(内容文):
(1) 1ラジアンとは、㋐のことである。
  ㋐に当てはまるものを、次の⓪~③のうちから一つ選べ。

  ⓪半径が1、面積が1の扇形の中心角の大きさ
  ①半径がx、面積が1の扇形の中心角の大きさ
  ②半径が1、張の長さが1の扇形の中心角の大きさ
  ③半径がx、弧の長さが1の扇形の中心角の大きさ


(2) 144°を弧度で表すと$\displaystyle \frac{㋑}{㋒}$xラジアンである。
  また、$\displaystyle \frac{23}{12}$xラジアンを度で表すと[エオカ]である。


(3) $\displaystyle \frac{x}{2}$≦θ≦xの範囲で2sin(θ+$\displaystyle \frac{π}{5}$)-2cos(θ+$\displaystyle \frac{π}{30}$=1を満たすθの値を求めよう。
  x=θ+$\displaystyle \frac{π}{5}$とおくと、①は2sin x-2cos(x-$\displaystyle \frac{π}{㋖}$=1と表せる。
  加法定理を用いると、この式はsin x-$\sqrt{ ㋗ }$cos x=1となる。

  さらに、三角関数の合成を用いるとsin(x-$\displaystyle \frac{π}{㋘}$)=$\displaystyle \frac{1}{㋙}$と変形できる。
  x=θ+$\displaystyle \frac{π}{5}$、$\displaystyle \frac{π}{2}$≦θ≦πだから、θ=$\displaystyle \frac{㋚㋛}{㋜㋝}$πである。
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