福田の数学〜筑波大学2024理系第3問〜3次関数のグラフと接線 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜筑波大学2024理系第3問〜3次関数のグラフと接線

問題文全文(内容文):
$f(x)=x(x+1)(x-1)$とする。座標平面において、曲線$y=f(x)$を$C$とし、曲線$C$上の点$(t,f(t))$における接線を$L$とする。以下の問いに答えよ。
(1) 直線$L$の方程式を$t$を用いて表せ。
(2) $t \neq 0$のとき、直線$L$と曲線$C$の共有点で、点$(t,f(t))$とは異なるものを$(a,f(a))$とする。$a$を$t$を用いて表せ。また$t$が$0$を除いた実数を動くとき、$f'(t)f'(a)$の最小値を求めよ。
(3) 次の条件Aを満たすような実数$t$の範囲を求めよ。
(A) 曲線$C$上の点$(t,f(t))$における接線が直線$L$と直交するような実数$s$が存在する。
単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#微分法と積分法#接線と増減表・最大値・最小値#学校別大学入試過去問解説(数学)#数学(高校生)#筑波大学
指導講師: JiroFukuda Math Channel
問題文全文(内容文):
$f(x)=x(x+1)(x-1)$とする。座標平面において、曲線$y=f(x)$を$C$とし、曲線$C$上の点$(t,f(t))$における接線を$L$とする。以下の問いに答えよ。
(1) 直線$L$の方程式を$t$を用いて表せ。
(2) $t \neq 0$のとき、直線$L$と曲線$C$の共有点で、点$(t,f(t))$とは異なるものを$(a,f(a))$とする。$a$を$t$を用いて表せ。また$t$が$0$を除いた実数を動くとき、$f'(t)f'(a)$の最小値を求めよ。
(3) 次の条件Aを満たすような実数$t$の範囲を求めよ。
(A) 曲線$C$上の点$(t,f(t))$における接線が直線$L$と直交するような実数$s$が存在する。
投稿日:2024.08.02

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単元: #数Ⅱ#微分法と積分法#接線と増減表・最大値・最小値#数学(高校生)
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問題文全文(内容文):
$f(x)=x^4-4x^3+4x^2+1$
点$P(t,f(t))$における接点が$f(x)$と点$P$以外の異なる2点で交わる$t$の範囲は?

出典:大阪市立大学 医学部医学科 過去問
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指導講師: JiroFukuda Math Channel
問題文全文(内容文):
${\Large\boxed{6}}$
F(x)は実数を係数とするxの3次式で、x^3の項の係数は1であり、$y=F(x)$で
定まる曲線をCとする。$\alpha \lt \beta$を満たす実数$\alpha,\ \beta$に対して、C上の点A$(\alpha,F(\alpha))$
におけるCの接線を$L_{\alpha}$とするとき、Cと$L_{\alpha}$とのA以外の共有点が$B(\beta,F(\beta))$
であるとする。さらに、BにおけるCの接線を$L_{\beta}$とのB以外の共有点を$(\gamma,F(\gamma))$
とする。

(1)接線$L_{\alpha}$の方程式を$y=l_{\alpha}(x)$とし、$G(x)=F(x)-l_{\alpha}(x)$とおく。さらに、
曲線$y=G(x)$上の点$(\beta,G(\beta))$における接線の方程式を$y=m(x)$とする。$G(x)$
および$m(x)$を、それぞれ$\alpha,\beta$を用いて因数分解された形に表せ。必要ならば
xの整式で表される関数$p(x),q(x)$とそれらの導関数に関して成り立つ公式
$\left\{p(x)q(x)\right\}'=p'(x)q(x)+p(x)q'(x)$
を用いてもよい。

(2)接線$L_{\beta}$の方程式は(1)で定めた$l_{\alpha}(x),\ m(x)$を用いて、$y=l_{\alpha}(x)+ m(x)$で
与えられることを示せ。さらに、$\gamma$を$\alpha,\beta$を用いて表せ。

(3)曲線Cおよび$L_{\beta}$で囲まれた図形の面積を$S$とする。$S$を$\alpha,\beta$を用いて表せ。
さらに$\alpha,\beta$が$-1 \lt \alpha \lt 0$かつ$1 \lt \beta \lt 2$を満たすとき、$S$の取り得る値の
範囲を求めよ。必要ならば$r \lt s$を満たす実数$r,s$に対して成り立つ公式
$\int_r^s(x-r)(x-s)^2dx=\frac{1}{12}(s-r)^4$
を用いてもよい。

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指導講師: JiroFukuda Math Channel
問題文全文(内容文):
aを実数の定数として3次関数
$f(x)=9x^3-9x+a$
を考える。
(1) $y=f(x)$のグラフとx軸の共有点が2つ以上あるようなaの範囲は
$\boxed{ネ}\sqrt{\boxed{ノ}}\leqq a \leqq \boxed{ハ}\sqrt{\boxed{ヒ}}$である。
(2)$a= \boxed{ハ}\sqrt{\boxed{ヒ}}$のとき、方程式$f(x)= 0$の最も小さい解は
$\frac{\boxed{フ}}{\boxed{ヘ}}\sqrt{\boxed{ヒ}}$
であり、$y=f(x)$のグラフとx軸の囲む図形の面積は$\frac{\boxed{マ}}{\boxed{ミ}}$である。

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問題文全文(内容文):
次の曲線上の、与えられた点における接線の方程式を求めよ。
(1) $y = -x^2 + 4 (-2, 0)$
(2) $y = x^3 - 1 (2, 7)$
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問題文全文(内容文):
$(1)y=x^3-6x^2+9x+1のグラフを描け.$
$(2)y=3x^4-8x^3+6x^2のグラフを描け.$
$(3)y=x^3+kx^2+kx+2が極値を持つkの範囲を求めよ.$
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