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■36444 / inTopicNo.1)  図形と方程式
  
□投稿者/ 数学勉強者 一般人(16回)-(2008/10/20(Mon) 23:13:00)
    a,bを正の実数とする。2点(0,0),(1,2)を通り、点(a,b)を中心とする円がx軸の正の部分と交わる点をPとし、直線y=xの第一象限の部分と交わる点をQとする。このとき劣弧PQの長さの最小値と求めよ。

    (方針)
    円の中心をC、原点をOとし、
    ↑OC=(a,b),↑OP=(p,0),↑OQ=(q,q)
    ↑CPと↑CQのなす角をθ、円の半径をrとすると、
    求める弧PQ(=lとする)は
    l=rθ・・・・※
    と表せる。
    一方、円の中心は垂直二等分線上にあるので
    ↑OC=(a,-(a/2)+5/4)と表せる。
    CQ=CP=OCより…(中略)

    と複雑な文字計算をしていったのですが、うまく文字たちが消えてくれません。
    方針は合っていると踏んでいるのですが、ここまでの過程に誤りはありますか?

    あと、もし他のやり方などありましたら、そちらの方も参考にさせていただきたいと思います。

    よろしくご教授ください。
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■36449 / inTopicNo.2)  Re[1]: 図形と方程式
□投稿者/ 豆 付き人(82回)-(2008/10/21(Tue) 17:24:05)
    うまい方法がありそうですが、まともにやってみます

    円の方程式:(x-a)^2+(y-b)^2=r^2
    (0,0)を通るので、r^2=a^2+b^2
    (1,2)を通るので、1-2a+4-4b=0  ∴a+2b=5/2 ・・・(*)
    y=0と連立させて、x^2-2ax=0   よってP(2a,0)
    y=xと連立させて、2x^2-2(a+b)x=0  よって Q(a+b,a+b)
    従って、CP→=(a,-b) 、CQ→=(b,a)
    CP→・CQ→=0なので、直交
    劣弧L=πr/2=(π/2)√(a^2+b^2)
    (*)より、(a+2b)^2+(2a-b)^2=5(a^2+b^2)
    (2a-b)^2=5(a^2+b^2)-(5/2)^2≧0  等号は2a-b=0のとき
    ∴a^2+b^2≧(1/5)(5/2)^2
    L≧π√5/2   等号はa=1/2、b=1のとき

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■36451 / inTopicNo.3)  Re[2]: 図形と方程式
□投稿者/ 数学勉強者 一般人(17回)-(2008/10/21(Tue) 20:36:11)
    豆さんありがとうございます。

    P.S.うまい方法があるにしても、今回は文字の数が多いので
    なかなか見つけるのは難しそうですよね…
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■36456 / inTopicNo.4)  Re[3]: 図形と方程式
□投稿者/ なかいち 一般人(1回)-(2008/10/21(Tue) 23:40:44)
    数学勉強者さんの方針のように幾何で解くなら、次のような方法もあると思います。
    ∠POQ=45°なので、円周角の定理より ∠PCQ=90°
    よって、弧PQ=2πr*(1/4)=(π/2)*r の最小値は、
    rの最小値を求めればよいことになります。
    rを最小にするのは、(1,2)を点Bと置くと、
    折れ線OCB (=2r)が直線になるとき、すなわち C(1/2,1)
    よって、求める値は(π/2)*√{(1/2)^2+1^2}で出ますね。
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