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猫でも分かる何か

数学典型(二次曲線)

放物線 (425)

 y^2=4x と焦点を共有し、頂点がこの曲線上にあって軸がy軸に平行な放物線を求めよ。

  • 明らかに重要な典型問題なのに意外と参考書には載ってない。
  • 原点中心で計算してから平行移動して求める典型テクを使う。
  •  y^2=4pxを平行移動する→ (y-a)²=4p(x-b)は真、焦点がpになるように放物線を平行移動する→ (y-a)²=4p(x-b)は偽、の暗記が本質。

放物線の等角 (300)

 y^2=4px (p>0) の焦点をF、放物線上の任意の点を P(x_0,y_0) とする。
(1) Pにおける接線が  y_0 y=2p(x+x_0) であることを示せ。
(2) Pにおける接線とFPのなす角が接線とx軸のなす角に等しいことを示せ。

  • やるだけ。
  • 放物線の接線の公式は暗記しづらいので、自力で毎回導出したほうがコスパ良い可能性がある。
  • この性質はパラボラアンテナに応用されている https://manabitimes.jp/math/1000

楕円の等角 (反射定理) (425)

 \frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1 (a>b>0) の焦点を  F(c,0),F'(-c,0), c=\sqrt{a^2-b^2} とする。
また、楕円上の任意の点を P(a\cos\theta,b\sin\theta) とする。
(1)  FP=a-c\cos\theta, F'P=a+c\cos\theta であることを示せ。
(2) FP,F'PはPにおける接線と等角をなすことを示せ。

  • 楕円上の点を  (a\cos\theta,b\sin\theta) とすると計算が簡単になる感がある。
  • 等角の証明方法は色々あるけど相似を使うのが簡単な気がする。
  • FPが平方完成できるの暗記が本質っぽい。
  • 三角関数を使わない計算は https://manabitimes.jp/math/1136

双曲線の面積が一定 (425)

 \frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1 (a>0,b>0) 上の点Pにおける接線と漸近線との交点をQ,Rとする。
(1) PはQRの中点であることを示せ。
(2) △OQRの面積がPの位置に関係なく一定であることを示せ。

  • やるだけ。
  • 漸近線は移項してx→∞のとき1を無視するみたいなイメージを持つと暗記しやすい。