放物線の接線・接円・法線

著者:Mathcot

初版: 2007.8.29

Update:2012.07.22


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放物線の定義
焦点Fと準線Lから等距離にある点Pの軌跡

準線上の点Hと焦点Fを結ぶ線分の垂直二等分線とHにおけ る垂線との交点Pの軌跡
垂直二等分線は放物線の接線になる。
参考URL
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放物線の接円
放物線y=x^2の接円

放物線y=x2と直線y=aに原点 (0,0)と点 (0,a)で内接する円
 (0<a≦1)
x2+{y-(a/2)}2=(a/2)2
setuen-01a.PNG
放物線y=x2と直線y=aに原点 (0,0)以外の放物 線上の2点と点(0,a)で内接する円 (a>1)
内接円:x2-{y-(1/2)-a+√a}2= {(1/2)-√a}2
傍接円:x2-{y-(1/2)-a-√a}2={(1/2)+√a}2
setuen-02a.PNG
放物線
y=(x+1)2+a-1 …(1) に原点(0,0)から引いた2本の直交接線の方程式とaを求めよ。
2つの接線の接点のx座標をxo,x1(xo<x1 …(2))とすると2本の接線は
 y+yo=2(xo+1)(x+1)+2(a-1) ...(3)
 y+y1=2(x1+1)(x+1)+2(a-1) ...(4)
接線が原点を通る条件
 yo=2(xo+1)+2(a-1) ...(5)
 y1=2(x1+1)+2(a-1) ...(6) 
接点が放物線上にある条件
 yo=(xo+1)^2+a-1 ...(7)
 y1=(x1+1)^2+a-1 ...(8)
接線の直交条件
 4(xo+1)(x1+1)=-1 ...(9)

(2)の条件で、連立方程式(5),(6),(7),(8),(9)を解くと
 a=5/4,
 (xo,yo)=(-√5/2, (5-2√5)/2),
 (x1,y1)=(√5/2, (5+2√5)/2)

2本の接線の方程式は(3),(4)から
 y=(2-√5)x
 y=(2+√5)x
tyokou-2sessen-01.PNG



放物線の法線
[演習] 放物線
y=x2+1
に点A(6,4)から引いた
法線の方程式を求めよ。
また。法線と放物線と
法線の交点Pの座標と
AP間の距離dと交点Pを
接点とする放物線の
接線の方程式を求めよ。
[解答]
 y=x2+1 …(1)
 y'=2x より
接点P(x,y)は
 y=x2+1
-1/(2x)=(y-4)/(x-6) …(2)
これを満たす実数解を求めると
 接点P(x,y)=(2,5) …(3)
(2),(3)から法線の方程式は
媒介変数方式では
 (x,y)=(6-4t,4+t) 
tを消去すると
 y=(6-x)/4 +4
 ∴y=-(x/4)+(11/2) 
またAPの距離
 d=√{(6-2)^2+(4-5)^2}=√17
接線の方程式は
 y=4(x-2)+5
 ∴y=4x-3
HSEN-SESSEN01.PNG





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初版: 2007.8.29
Update:2007.10.20
Update: 2012.02.21
Update: 2012.07.22

















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