◆問題
座標平面上に曲線y=(1/2)x2のグラフがあり、この曲線上に点Aと点Pがある。
点AとPのx座標をそれぞれ−2,pとする。
2点A,Pを通る直線lを引き、△AOPをつくる。
このとき、次の問いに答えよ。
(1) p=4のとき、直線lの式を求めよ。
(2) △AOPの面積が24になるときのpの値を求めよ。ただし、p>0とする。
↓(2)の解答解説はお知らせの下↓
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◆解答解説
(2)では新たな条件となっています。だから、(1)のp=4やy=x+4は使うことができないことに注意しましょう!
改めてわかっていることを確認してみると、
曲線の式はy=(1/2)x2
座標は、A(−2,2),P(p,(1/2)p2)
です。
この条件で、(2)では△AOP=24が与えられています。
面積がわかっているので、面積の式を作って、イコール24で方程式を解けばOKですね!
いくつか解ける方法はありますが、考え方が最も単純な、△AOPの頂点を通る長方形を作って、周りの三角形を引く。方法でやっていきます。
まず長方形は、横がp−(−2)=p+2、縦は(1/2)p2だから、
面積は(1/2)p2(p+2)=(1/2)p3+p2です。
3次式になってしまいましたが、今のところは気にせず、どんどん表します。
まわりの三角形をひとつひとつ表していきます。
左下の三角形は、底辺2,高さ2で、面積=(1/2)×2×2=2
右下の三角形は、底辺p,高さ(1/2)p2だから、
面積は(1/2)×p×(1/2)p3=(1/4)p3
直線lの上側の三角形は、底辺p+2,高さ(1/2)p2−2で、
面積は(1/2)×(p+2)×{(1/2)p2−2}=(1/4)(p+2)(p2−4)=(1/4)p3+(1/2)p2−p−2
長方形からこれらの三角形を引けば△AOPです。
△AOP
=(1/2)p3+p2−{2+(1/4)p3+(1/4)p3+(1/2)p2−p−2}
=(1/2)p3+p2−{(1/2)p3+(1/2)p2−p}
=(1/2)p3+p2−(1/2)p3−(1/2)p2+p
=(1/2)p2+p
これが△AOPをpで表した値で、イコール24になります。
方程式を解いていきましょう!
(1/2)p2+p=24
p2+2p=48
p2+4p−48=0
p={−4±√(16+192)}/2
=(−4±√208)/2
=(−4±4√13)/2
=−2±2√13
p>0なので、p=−2+2√13
(1)に戻る→直線lの式
中学数学2次関数まとめ
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ラベル:数学