17神奈川県教員採用試験(数学:8番 積分【面積の最小値】) - 質問解決D.B.(データベース)

17神奈川県教員採用試験(数学:8番 積分【面積の最小値】)

問題文全文(内容文):
8⃣y=x2と(-1,3)を通る直線lで囲まれた面積Sの最小値を求めよ。
単元: #数Ⅱ#2次関数#複素数と方程式#2次関数とグラフ#微分法と積分法#解と判別式・解と係数の関係#面積、体積#数学(高校生)
指導講師: ますただ
問題文全文(内容文):
8⃣y=x2と(-1,3)を通る直線lで囲まれた面積Sの最小値を求めよ。
投稿日:2020.08.19

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
1
[1] a,bを定数とするとき、xについての不等式
|axb7|<3 
を考える。
(1)a=3,b=2とする。①を満たす整数全体の集合をPとする。
この集合Pを、要素を書き並べて表すと
P={    ,     }
となる。ただし、    ,     の解答の順序は問わない。

(2)a=12とする。
(i)b=1のとき、①を満たす整数は全部で    個である。
(ii)①を満たす整数が全部で(    +1)個であるような正の整数b
のうち、最小のものは    である。

[2]平面上に2点A,Bがあり、AB=8である。直線AB上にない点Pをとり、
ABPをつくり、その外接円の半径をRとする。
太郎さんは、図1(※動画参照)のように、コンピュータソフトを使って点P
をいろいろな位置に取った。
図1は、点Pをいろいろな位置にとったときのの外接円をかいたものである。

(1)太郎さんは、点Pのとり方によって外接円の半径が異なることに気づき、
次の問題1を考えることにした。

問題1:点Pをいろいろな位置にとるとき、外接円の半径Rが最小となる
ABPはどのような三角形か。
正弦定理により、2R=    sinAPBである。よって、
Rが最小となるのはAPB=    °の三角形である。
このとき、R=    である。


(2)太郎さんは、図2(※動画参照)のように、問題1の点Pのとり方に
条件を付けて、次の問題2を考えた。

問題2:直線ABに平行な直線をlとし、直線l上で点Pをいろいろな
位置にとる。このとき、外接円の半径Rが最小となるABP
どのような三角形か。

太郎さんは、この問題を解決するために、次の構想を立てた。

問題2の解決の構想
問題1の考察から、線分ABを直径とする円をCとし、円Cに着目
する。直線lは、その位置によって、円Cと共有点を持つ場合と
もたない場合があるので、それぞれの場合に分けて考える。

直線ABと直線lとの距離をhとする。直線lが円Cと共有点を
持つ場合は、h    のときであり、共有点をもたない場合は、
h>    のときである。

(i)h    のとき
直線lが円Cと共有点をもつので、Rが最小となるABPは、
h<    のとき    であり、h=    のとき直角二等辺三角形
である。

(ii)h>    のとき
線分ABの垂直二等分線をmとし、直線mと直線lとの交点をP1とする。
直線l上にあり点P1とは異なる点をP2とするときsinAP1B
sinAP2Bの大小を考える。
ABP2の外接円と直線mとの共有点のうち、直線ABに関して点P2
と同じ側にある点をP3とすると、AP3B    AP2Bである。
また、AP3B<AP1B<90°よりsinAP3B    AP1Bである。
このとき(ABP1の外接円の半径)    (ABP2の外接円の半径)
であり、Rが最小となるABP    である。

    ,     については、最も適当なものを、次の⓪~④のうち
から一つずつ選べ。ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。
⓪鈍角三角形 ①直角三角形 ②正三角形
③二等辺三角形 ④直角二等辺三角形

        の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)
< ①= ②>

(3)問題2の考察を振り返って、h=8のとき、ABPの外接円の半径R
が最小である場合について考える。このとき、sinAPB=        
であり、R=    である。

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問題文全文(内容文):
0xπのとき、方程式cos2x+4asinx+a2=0が異なる2つの解をもつためのaの範囲

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◎次の2次関数のグラフとx軸の共通点の個数を求めよう。

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指導講師: 鈴木貫太郎
問題文全文(内容文):
f(x)=x2+2(a5)x+a211a+26
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問題文全文(内容文):
◎2つの2次方程式x2x+a=0,x2+2ax3a+4=0について、次の条件を満たす定数aの値の範囲を求めよう。

①両方とも実数解をもつ
②少なくとも一方が実数解をもつ
③一方だけが実数解をもつ
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