福田の数学〜神戸大学2024年理系第2問〜放物線と2接線た作る三角形の重心の軌跡 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜神戸大学2024年理系第2問〜放物線と2接線た作る三角形の重心の軌跡

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{3}$ $a$, $b$, $c$は実数で、$a$≠0とする。放物線$C$と直線$l_1$, $l_2$をそれぞれ
$C$:$y$=$ax^2$+$bx$+$c$
$l_1$:$y$=$-3x$+3
$l_2$:$y$=$x$+3
で定める。$l_1$, $l_2$がともに$C$と接するとき、以下の問いに答えよ。
(1)$b$を求めよ。$c$を$a$を用いて表せ。
(2)$C$が$x$軸と異なる2点で交わるとき、$\displaystyle\frac{1}{a}$のとりうる値の範囲を求めよ。
(3)$C$と$l_1$の接点をP、$C$と$l_2$の接点をQ、放物線$C$の頂点をRとする。$a$が(2)の条件を満たしながら動くとき、$\triangle PQR$の重心Gの軌跡を求めよ。
単元: #数Ⅱ#図形と方程式#微分法と積分法#円と方程式#接線と増減表・最大値・最小値#面積、体積#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{3}$ $a$, $b$, $c$は実数で、$a$≠0とする。放物線$C$と直線$l_1$, $l_2$をそれぞれ
$C$:$y$=$ax^2$+$bx$+$c$
$l_1$:$y$=$-3x$+3
$l_2$:$y$=$x$+3
で定める。$l_1$, $l_2$がともに$C$と接するとき、以下の問いに答えよ。
(1)$b$を求めよ。$c$を$a$を用いて表せ。
(2)$C$が$x$軸と異なる2点で交わるとき、$\displaystyle\frac{1}{a}$のとりうる値の範囲を求めよ。
(3)$C$と$l_1$の接点をP、$C$と$l_2$の接点をQ、放物線$C$の頂点をRとする。$a$が(2)の条件を満たしながら動くとき、$\triangle PQR$の重心Gの軌跡を求めよ。
投稿日:2024.06.08

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
${\Large\boxed{3}}$
図のように(※動画参照)円Aの中に、5つの円Bと4つの円Cが含まれている。
中心の円Bは他の4つの円Bに接し、他の4つの円Bのそれぞれは中心の円Bと円A
と2つの円Cに接している。4つの円Cのそれぞれは円Aと2つの円Bに接している。
いま、円Bの半径を1とすると、円Cの半径は
$\frac{\boxed{\ \ アイ\ \ }+\boxed{\ \ ウエ\ \ }\sqrt{\boxed{\ \ オカ\ \ }}}{\boxed{\ \ キク\ \ }}$
である。

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問題文全文(内容文):
数学$\textrm{II}$ 2つの円の位置関係
円$C_1:x^2+y^2=1$
円$C_2:x^2+y^2-6x+8y+k=0$
が接するとき、定数$k$の値と接点の座標を求めよ。
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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{3}$ Pを座標平面上の点とし、点Pの座標を(a,b)とする。-π≦t≦πの範囲にある実数tのうち、曲線y=$\cos x$上の点(t, $\cos t$)における接線が点Pを通るという条件をみたすものの個数をN(P)とする。N(P)=4かつ0<a<πをみたすような点Pの存在範囲を座標平面上に図示せよ。

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
(2)xy平面上において、点(4,3)を中心とする半径1の円とちょくせん$y=mx$が共有点を持つとき、
定数mの取り得る最大値は$\dfrac{\fbox{ウ}}{\fbox{エ}}+\dfrac{\fbox{オ}\sqrt{\fbox{カ}}}{\fbox{キク}}$である。

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問題文全文(内容文):
◎次の2つの円の共有点の座標を求めよう。

①$x^2+y^2=10, x^2+y^2-2x-y-5=0$

②$x^2+y^2= 5, x^2+y^2-6x-12y+25=0$
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