福田の数学〜早稲田大学2025教育学部第3問〜楕円と接線 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜早稲田大学2025教育学部第3問〜楕円と接線

問題文全文(内容文):

$\boxed{3}$

座標平面上で、

点$H(0,2\sqrt2)$から楕円$C:x^2+2y^2=8$へ引いた

$2$つの接線を$L_1,L_2$とし、$L_1,L_2$と$C$との

共有点をそれぞれ$P_1,P_2$とする。

ただし、$P_1$の$x$座標は正であるとする。

次の問いに答えよ。

(1)直線$L_1$と$L_2$それぞれの傾きを求めよ。

(2)$2$点$P_1,P_2$を通る直線を$L_3$とする。

直線$L_3$と楕円$C$で囲まれた$2$つの部分のうち、

直線$L_3$の上側にある方の面積を求めよ。

$2025$年早稲田大学教育学部過去問題
単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#微分法と積分法#学校別大学入試過去問解説(数学)#早稲田大学#数学(高校生)
指導講師: JiroFukuda Math Channel
問題文全文(内容文):

$\boxed{3}$

座標平面上で、

点$H(0,2\sqrt2)$から楕円$C:x^2+2y^2=8$へ引いた

$2$つの接線を$L_1,L_2$とし、$L_1,L_2$と$C$との

共有点をそれぞれ$P_1,P_2$とする。

ただし、$P_1$の$x$座標は正であるとする。

次の問いに答えよ。

(1)直線$L_1$と$L_2$それぞれの傾きを求めよ。

(2)$2$点$P_1,P_2$を通る直線を$L_3$とする。

直線$L_3$と楕円$C$で囲まれた$2$つの部分のうち、

直線$L_3$の上側にある方の面積を求めよ。

$2025$年早稲田大学教育学部過去問題
投稿日:2025.07.22

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$\boxed{2}$

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${\Large\boxed{1}}$[2]二つの関数$f(x)=\frac{2^x+2^{-x}}{2}, g(x)=\frac{2^x-2^{-x}}{2}$について考える。
(1)$f(0)=\boxed{セ}, g(0)=\boxed{ソ}$である。また、$f(x)$は
相加平均と相乗平均の関係から、$x=\boxed{タ}$で最小値$\boxed{チ}$をとる。
$g(x)=-2$となるxの値は$\log_2(\sqrt{\boxed{ツ}}-\boxed{テ})$である。

(2)次の①~④は、xにどのような値を代入しても常に成り立つ。
$f(-x)=\boxed{ト} \ldots①  g(-x)=\boxed{ナ} \ldots②$
$\left\{f(-x)\right\}^2-\left\{g(-x)\right\}^2=\boxed{ニ} \ldots③$  
$g(2x)=\boxed{ヌ}\ f(x)g(x) \ldots④$

$\boxed{ト}、\boxed{ナ}$の解答群
⓪$f(x)$    ①$-f(x)$    ②$g(x)$    ③$-g(x)$

(3)花子:①~④は三角関数の性質に似ているね。
太郎:三角関数の加法定理に類似した式$(\textrm{A})~(\textrm{D})$を考えてみたけど、常に
成り立つ式はあるだろうか。
花子:成り立たない式を見つけるために、式$(\textrm{A})~(\textrm{D})$の$\beta$に
何か具体的な値を代入して調べてみたら?

太郎さんが考えた式
$f(\alpha-\beta)=f(\alpha)g(\beta)+g(\alpha)f(\beta) \ldots(\textrm{A})$ 
$f(\alpha+\beta)=f(\alpha)g(\beta)+g(\alpha)f(\beta) \ldots(\textrm{B})$
$f(\alpha-\beta)=f(\alpha)g(\beta)+g(\alpha)f(\beta) \ldots(\textrm{C})$ 
$f(\alpha+\beta)=f(\alpha)g(\beta)-g(\alpha)f(\beta) \ldots(\textrm{D})$

(1),(2)で示されたことのいくつかを利用すると、式$(\textrm{A})~(\textrm{D})$のうち、
$\boxed{ネ}$以外の3つは成り立たないことが分かる。$\boxed{ネ}$は左辺と右辺を
それぞれ計算することによって成り立つことが確かめられる。

$\boxed{ネ}$の解答群
⓪$(\textrm{A})$   ①$(\textrm{B})$   ②$(\textrm{C})$   ③$(\textrm{D})$

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