大学入試問題#240 防衛医科大学(2020) #曲線の長さ - 質問解決D.B.(データベース)

大学入試問題#240 防衛医科大学(2020) #曲線の長さ

問題文全文(内容文):
$0 \leqq t \leqq \pi$
$\begin{eqnarray}
\left\{
\begin{array}{l}
x=3\cos\ t-\cos\ 3t \\
y=3\sin\ t-\sin\ 3t
\end{array}
\right.
\end{eqnarray}$
で表される曲線の長さを求めよ。

出典:2020年防衛医科大学 入試問題
チャプター:

00:00 問題提示
00:12 本編スタート
03:35 作成した解答①のみの掲載
03:57 作成した解答②のみの掲載

単元: #大学入試過去問(数学)#微分とその応用#学校別大学入試過去問解説(数学)#数学(高校生)#数Ⅲ#防衛医科大学
指導講師: ますただ
問題文全文(内容文):
$0 \leqq t \leqq \pi$
$\begin{eqnarray}
\left\{
\begin{array}{l}
x=3\cos\ t-\cos\ 3t \\
y=3\sin\ t-\sin\ 3t
\end{array}
\right.
\end{eqnarray}$
で表される曲線の長さを求めよ。

出典:2020年防衛医科大学 入試問題
投稿日:2022.06.29

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$\Large\boxed{3}$ 座標平面上の曲線y=$\frac{1}{x^2}$ (x $\ne$ 0)をCとする。$a_1$を正の実数とし、点$A_1$$\left(a_1, \frac{1}{a_1^2}\right)$におけるCの接線を$l_1$とする。$l_1$とCの交点で$A_1$と異なるものを$A_2$$\left(a_2, \frac{1}{a_2^2}\right)$とする。次に点$A_2$におけるCの接線を$l_2$とCの交点で$A_2$と異なるものを$A_3$$\left(a_3, \frac{1}{a_3^2}\right)$とする。以下、同様にしてn=3,4,5,...に対して、$A_n$$\left(a_n, \frac{1}{a_n^2}\right)$におけるCの接線を$l_n$とし、$l_n$とCの交点で$A_n$と異なるものを$A_{n+1}$$\left(a_{n+1}, \frac{1}{a_{n+1}^2}\right)$とする。
(1)$\frac{a_2}{a_1}$=$\boxed{\ \ あ\ \ }$であり、$\frac{a_3}{a_1}$=$\boxed{\ \ い\ \ }$である。
(2)$a_n$を$a_1$で表すと$a_n$=$\boxed{\ \ う\ \ }$である。無限級数$\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty}a_n$の和をTを$a_1$を用いて表すとT=$\boxed{\ \ え\ \ }$である。
(3)$a_1$を正の実数すべてにわたって動かすとき、三角形$A_1A_2A_3$の重心が描く軌跡の方程式をy=f(x)の形で求めるとf(x)=$\boxed{\ \ お\ \ }$となる。
(4)三角形$A_1A_2A_3$が鋭角三角形になるための条件は$\boxed{\ \ か\ \ }$<$a_1$<$\boxed{\ \ き\ \ }$である。
(5)x軸上に2点$A'_1$($a_1$, 0), $A'_2$($a_2$, 0)をとり、台形$A_1A_2A'_2A'_1$の面積を$S_1$とする。また、点$A_1$から点$A_3$にいたる曲線Cの部分、および線分$A_3A_2$と$A_2A_1$で囲まれた図形の面積を$S_2$とする。このとき、$S_1$:$S_2$=$\boxed{\ \ く\ \ }$:$\boxed{\ \ け\ \ }$である。ただし、$\boxed{\ \ く\ \ }$と$\boxed{\ \ け\ \ }$は互いに素な自然数である。

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