数学公式

接線の方程式の求め方(微分)

接線の方程式 関数\(y=f(x)\)のグラフ上の点\((a,f(a))\)における接線、つまり、接点を通る直線の方程式は \(y−f(a)=f'(a)(x−a)\) と表すことができる 接線の方程式を利用する問題の例 直線の方程式を求める公式\(y−f(a)=m(x−a)\)で関数\(f(x)\)の\(x\)の増加量が限りなく\(0\)に近い直線(接点と考えて良い)の傾き\(m\)、つまり微分係数が接線の方程式の傾きになる よって、\(m=f'(x)\) グラフ上にある点(接点)を通る接線の方程式の求め方 グラフ上にある点(接点)を通る接線の方程式を求める方法 ①まず微分する②微分した式に接点の\(x\)座標を代入して微分係数を求める→接線の方程式の傾き③接線の方程式に接点の座標と②で求めた微分係数を代入して完成 (例)\(y=x^3−4\)のグラフ上の点\((1,...
図形と方程式

3直線が三角形を作らない条件とは?3直線\(x+3y=2\)、\(x+y=0\)、\(ax−2y=−4\)が三角形を作らないような定数\(a\)を求めよ

3直線が三角形を作らない条件は①3直線が一点で交わるとき②3つのうち2つの直線が平行のとき したがって①または②のどちらかを満たしている\(a\)の値を考えれば良い ①と②のどちらから考えてもかまわないが、今回は①→②の順で考えていく 解き方の手順①「交点の座標は連立方程式で求める」を利用して、3直線が一点で交わるときを考える②「一次関数が平行になるときは傾きが同じとき」を利用して\(x+3y=2\)と\(ax−2y=−4\)が平行になるときを考える③「一次関数が平行になるときは傾きが同じとき」を利用して\(x+y=0\)と\(ax−2y=−4\)が平行になるときを考える ※\(x+3y=2\)と\(x+y=0\)は絶対に平行にならない(理由は後述)ので考える必要はないよ 3直線が交わる点の座標を考えよう まず、条件①のときの\(a\)の値から考えよう \(ax−2y...
微分法と積分法

接線の方程式はどうやって求めたらいいの?\(y=x^3−4x\)と\((1,−3)\)における接線で囲まれた図形の面積を求めよ

問題の関数と接線をグラフにすると下の図のようになる 積分するだけで簡単に面積は求められるが、上図の黒い点、つまり接点の座標\((1,−3)\)だけわかっていても、上図の赤い点、\(y=x^3−4x\)と接線の方程式の交点の座標がわからなければ解くことができない※交点の座標は\(x\)座標がわかればOK よって、まずは接線の方程式を求めて\(y=x^3−4x\)との交点の座標を求めるところから始めよう 問題を解く手順①微分係数から接線の方程式を求める②\(y=x^3−4x\)と接線の交点の座標(\(x\)座標のみ)を求める③積分して面積を求める \(y=x^3−4x\)と\((1,−3)\)における接線の方程式を求めよう 接線の方程式の公式はこちら 接線の方程式を求めるためにはまず\(y=x^3−4x\)を微分した式に接点の\(x\)座標を代入して計算する→この値が接線...
大学入試過去問

グラフ上の三角形の面積を求めてみよう!関数\(y=-x\),\(y=x\),\(y=\sqrt{1+x^2}\)のグラフをそれぞれ\(l\),\(m\),\(C\)とする。また、\(C\)上の点(\(a\),\(\sqrt{1+a^2})\)における接線を\(n\)とする。\(n\)と\(l\)との交点を\(P\)とし、\(P\)の\(x\)座標を\(s\)とする。また、\(n\)と\(m\)の交点を\(Q\)とし、\(Q\)の\(x\)座標を\(t\)とする。\(o\)を原点とする△OPQの面積を求めよ

この問題を解くためには、まず点Pと点Qの\(x\)座標を\(a\)を用いて表したものが必要になる Pと点Qの\(x\)座標を\(a\)を用いて表す方法はこちらを確認 問題を解く手順①PとQの座標を求める②PとQの座標が座標平面上のどの辺りにあるのか確認する③\(l\)と\(m\)の傾きをかけ算すると-1なので、△OPQはPO⊥QOの直角三角形になることを確認する④POとQOの長さを三平方の定理で求める(POとQOが底辺と高さになる)⑤三角形の面積の公式\(底辺×高さ×\frac{1}{2}\)に当てはめて計算する 点Pと点Qの座標を\(a\)を用いて表すとP(\(a-\sqrt{1+a^2}\),\(-(a-\sqrt{1+a^2})\))Q(\(a+\sqrt{1+a^2}\),\((a-\sqrt{1+a^2})\))※PとQの\(y\)座標は、\(x\)座標を\...
図形と方程式

2つの円の交点の求め方はコレ!\(x^2+y^2=4\)と\(x^2+y^2-4x-2y-8=0\)の交点を通る直線の式を求めよ

複雑そうに見えるけれど、2つの円の2つの交点を通る直線を求める公式に当てはめるだけの簡単な問題だよ この問題を解くポイントとして次の事を覚えよう \[k(x^2+y^2-4)+x^2+y^2-4x-2y-8=0\]で\(k=-1\)にすると2つの円の2つの交点を通る式になる※横スクロールできます 上のポイントに従って式を作ると\[-(x^2+y^2-4)+x^2+y^2-4x-2y-8=0\]となるよ 作った式を解いていこう \begin{eqnarray}-(x^2+y^2-4)+x^2+y^2-4x-2y-8=0\\-x^2-y^2+4+x^2+y^2-4x-2y-8=0\\-4x-2y-4=0\\-2y=4x+4\\y=-2x-2\end{eqnarray} 計算できたら答えの完成 よって\(x^2+y^2=4\)と\(x^2+y^2-4x-2y-8=0\)の交...