高2です。関数y=x^3(x-4)のグラフと異なる2点で接する直線の方程式を求めよ。という問題がわかりません。詳しい解説お願いします
高2です。関数y=x^3(x-4)のグラフと異なる2点で接する直線の方程式を求めよ。という問題がわかりません。詳しい解説お願いします
数学・1,783閲覧
1人が共感しています
ベストアンサー
解法は2つあるが。 直線の方程式をy=mx+nとし、2つの接点をα、βとする。 x^3(x-4)-(mx+n)=(x-α)^2*(x-β)^2とおける。 右辺を実際に計算すると、 x^4-4x^3-mx-n=x^4-2(α+β)x^3+(α^2+β^2+4αβ)x^2-2αβ(α+β)x+(αβ)^2 両辺の係数を比較すると、α+β=2、α^2+β^2+4αβ=0、αβ(α+β)=m、-n=(αβ)^2 α+β=2、と、α^2+β^2+4αβ=0から αβ=-2 従って、m=ー8、n==ー4 (別解) 微分でも解ける。 2つの接点における各々の接線を求め、それが等しいとすれば良い。 2つの接点を(α、α^4-4α^3)、(β、β^4-4β^3)とすると、各々の接線は y=(4α^3-12α^2)(x-α)+α^4-4α^3=(4α^3-12β^2)x-3α^4+8α^3、 y=(4β^3-12β^3)x-3β^4+8β^3 よって、この2つが一致するから、α^3-3α^2=β^3-3β^2、-3α^4+8α^3=-3β^4+8β^3 つまり、α≠βから、α^2+β^2+αβ-3(α+β)=0、3(α+β)(α^2+β^2)ー8(α^2+β^2+αβ)=0 これを計算すれば良い。
質問者からのお礼コメント
別解までつけてくれてありがとうございます
お礼日時:2013/12/27 19:23