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平面上の曲線の問題

難易度 1教科書の例題レベル数学C 平面上の曲線

座標平面上に、点 と直線 がある。点 から直線 に下ろした垂線を とする。 を満たす点 の軌跡は楕円になる。この楕円の方程式を

の形で表すとき、 の値を求め、組 の形で答えよ。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(40 技能)
算数中学高校大学大学院

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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。

一覧で見る(前提が先)
  1. 三角形の角の大きさ
  2. 対頂角と平行線の同位角・錯角
  3. 三角形の外角と角の組み合わせ
  4. 小数の四則計算
  5. 分数のたし算・ひき算
  6. 分数のかけ算・わり算
  7. 小数と分数のまじった計算
  8. 逆算(□ を求める)
  9. 正負の数の加法・減法
  10. 四則の混じった計算の順序
  11. 正負の数の乗除・累乗と四則混合
  12. 分配法則を使った計算のくふう
  13. 文字式の計算(同類項・分配法則)
  14. 1 次方程式の解き方
  15. 二等辺三角形の角
  16. 平行四辺形と特別な四角形の性質
  17. 三角形・四角形の面積
  18. 約数の見つけ方
  19. 素因数分解と約数の個数
  20. 平方根の意味と根号の簡単化
  21. 三平方の定理
  22. 乗法公式による展開
  23. 折り返した図形の角と長さ
  24. 三平方の定理と平面図形
  25. 最大公約数と最小公倍数
  26. 比の性質と簡単な比
  27. 相似な三角形と長さの比
  28. 三角形の相似条件と対応する辺の長さ
  29. 平行線と線分の比
  30. 2点間の距離と内分点・外分点
  31. 比例・反比例の式とグラフ
  32. 関数 の式と変域
  33. 因数分解
  34. 平方完成と 2 次関数のグラフ
  35. 円の方程式
  36. 条件を満たす点の軌跡
  37. 放物線の方程式と焦点・準線
  38. 楕円の方程式と焦点
  39. 双曲線の方程式と焦点・漸近線
  40. 離心率と準線

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

「離心率と準線」の考え方を使います。点 とおき、 と をそれぞれ で表して、比の条件を式にしましょう。

ヒント 2

、 です。条件 は と書けます。

ヒント 3

両辺を2乗すると となります。展開して整理すると になるので、あとは右辺が になるように割りましょう。

答えと解説

答えを見る
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解説を読む

点 の座標を とおきます。

手順1:距離を式で表す

2点間の距離の公式より

点 は から直線 に下ろした垂線の足なので です。よって

手順2:比の条件を式にする

より なので

両辺とも 以上なので、両辺を2乗しても同値です。

手順3:整理する

左辺は 、右辺は なので


両辺を で割ると

確かめ

この楕円は で、焦点は です。離心率は で、準線は です。問題の点 、直線 、比 と一致します。また なので、軌跡が楕円であることとも合っています。

したがって で、答えは です。

別解

とおくと、、。
より 。両辺を2乗して



検算:焦点 、離心率 、 より で焦点が一致する。準線 も一致する。
また、点 では 、 で比が となり条件を満たす。

よって 。

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