東京理科大学
2015年 理(数・物・化) 第1問

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次の[]にあてはまる0から9までの数字を求めよ.(1)座標平面上に3点A(-1,0),B(1,0),C(0,1)がある.(i)楕円E:\frac{x^2}{4}+\frac{y^2}{b^2}=1(b>0)は2点A,Bを焦点としてもつとする.このとき,b=\sqrt{[ア]}である.(ii)2点A,Cを通る直線と,(i)で定めた楕円Eの交点をP(x_0,y_0)(x_0>0)とすると,x_0=-\frac{[イ]}{[ウ]}+\frac{[エ]}{[オ]}\sqrt{[カ]},y_0=\frac{[キ]}{[ク]}+\frac{[ケ]}{[コ]}\sqrt{[サ]}である.(iii)(ii)で定めた点Pに対して,PB+PC=[シ]-\sqrt{[ス]}である.QB+QC=[シ]-\sqrt{[ス]}となるような点Q(x,y)の軌跡の方程式は\frac{(x-y)^2}{α}+\frac{(x+y-γ)^2}{β}=1である.このとき,α=\mkakko{セ}-\mkakko{ソ}\sqrt{\mkakko{タ}},β=\mkakko{チ}-\mkakko{ツ}\sqrt{\mkakko{テ}},γ=\mkakko{ト}となる.(2)座標平面上の原点O(0,0),点A(2,2),点B(k,0)を通り,軸がy軸に平行な放物線をCとする.ただし,k>2とする.(i)放物線Cの方程式をkを用いて表すと,y=-\frac{[ナ]}{k-[ニ]}x^2+\frac{k}{k-[ヌ]}xである.(ii)放物線Cとx軸で囲まれた部分の面積Sをkを用いて表すと,S=\frac{k^{\mkakko{ネ}}}{[ノ](k-[ハ])^{\mkakko{ヒ}}}である.また,kをk>2の範囲で動かすとき,Sの最小値は\frac{[フ]}{[ヘ]}であり,そのときのkの値はk=[ホ]である.(iii)放物線Cとx軸で囲まれた部分を放物線Cの軸のまわりに1回転してできる回転体の体積Vをkを用いて表すと,V=\frac{k^{\mkakko{マ}}}{[ミ][ム](k-[メ])^{\mkakko{モ}}}πである.また,kをk>2の範囲で動かすとき,Vの最小値は\frac{[ヤ][ユ]}{[ヨ][ラ]}πであり,そのときのkの値はk=\frac{[リ]}{[ル]}である.
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次の$\fbox{}$にあてはまる$0$から$9$までの数字を求めよ.
(1) 座標平面上に$3$点$\mathrm{A}(-1,\ 0)$,$\mathrm{B}(1,\ 0)$,$\mathrm{C}(0,\ 1)$がある.
(ⅰ) 楕円 \[ E:\quad \frac{x^2}{4}+\frac{y^2}{b^2}=1 \quad (b>0) \] は$2$点$\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$を焦点としてもつとする.このとき,$b=\sqrt{\fbox{ア}}$である.
(ⅱ) $2$点$\mathrm{A}$,$\mathrm{C}$を通る直線と,$\tokeiichi$で定めた楕円$E$の交点を$\mathrm{P}(x_0,\ y_0) \ \ (x_0>0)$とすると, \[ x_0=-\frac{\fbox{イ}}{\fbox{ウ}}+\frac{\fbox{エ}}{\fbox{オ}} \sqrt{\fbox{カ}},\quad y_0=\frac{\fbox{キ}}{\fbox{ク}}+\frac{\fbox{ケ}}{\fbox{コ}} \sqrt{\fbox{サ}} \] である.
(ⅲ) $\tokeini$で定めた点$\mathrm{P}$に対して,$\mathrm{PB}+\mathrm{PC}=\fbox{シ}-\sqrt{\fbox{ス}}$である.$\mathrm{QB}+\mathrm{QC}=\fbox{シ}-\sqrt{\fbox{ス}}$となるような点$\mathrm{Q}(x,\ y)$の軌跡の方程式は \[ \frac{(x-y)^2}{\alpha}+\frac{(x+y-\gamma)^2}{\beta}=1 \] である.このとき, \[ \alpha=\mkakko{セ}-\mkakko{ソ} \sqrt{\mkakko{タ}},\quad \beta=\mkakko{チ}-\mkakko{ツ} \sqrt{\mkakko{テ}},\quad \gamma=\mkakko{ト} \] となる.
(2) 座標平面上の原点$\mathrm{O}(0,\ 0)$,点$\mathrm{A}(2,\ 2)$,点$\mathrm{B}(k,\ 0)$を通り,軸が$y$軸に平行な放物線を$C$とする.ただし,$k>2$とする.
(ⅰ) 放物線$C$の方程式を$k$を用いて表すと, \[ y=-\frac{\fbox{ナ}}{k-\fbox{ニ}}x^2+\frac{k}{k-\fbox{ヌ}}x \] である.
(ⅱ) 放物線$C$と$x$軸で囲まれた部分の面積$S$を$k$を用いて表すと, \[ S=\frac{k^{\mkakko{ネ}}}{\fbox{ノ}(k-\fbox{ハ})^{\mkakko{ヒ}}} \] である.また,$k$を$k>2$の範囲で動かすとき,$S$の最小値は$\displaystyle \frac{\fbox{フ}}{\fbox{ヘ}}$であり,そのときの$k$の値は$k=\fbox{ホ}$である.
(ⅲ) 放物線$C$と$x$軸で囲まれた部分を放物線$C$の軸のまわりに$1$回転してできる回転体の体積$V$を$k$を用いて表すと, \[ V=\frac{k^{\mkakko{マ}}}{\fbox{ミ}\fbox{ム}(k-\fbox{メ})^{\mkakko{モ}}} \pi \] である.また,$k$を$k>2$の範囲で動かすとき,$V$の最小値は$\displaystyle \frac{\fbox{ヤ}\fbox{ユ}}{\fbox{ヨ}\fbox{ラ}}\pi$であり,そのときの$k$の値は$\displaystyle k=\frac{\fbox{リ}}{\fbox{ル}}$である.
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詳細情報

大学(出題年) 東京理科大学(2015)
文理 理系
大問 1
単元 ()
タグ 空欄補充数字座標平面楕円分数x^2y^2不等号焦点
難易度 未設定

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