106 | 令和6年度前期 | 名古屋大学 | 理系 | ・・・ | 微分・整数(数A・V) | 標準 |
名古屋大学 前期理系(2024)
第1問 関数 F(x)=+2/ (x>0) に対して、y=F(x) のグラフをCとする。
(1) F(x)の極値を求めよ。
(2) x 軸上の点P(t,0)からCにちょうど2本の接線を引くことができるとする。そのような
実数 t の値の範囲を求めよ,
(3) (2)において、Cの2つの接点の x 座標をα、β (α<β) とする。α、βがともに
整数であるような組(α,β)をすべて求めよ。
(解)(1) F’(x)=(x−2)/(2x)=0 とおくと、 x=2
増減表より、x=2のとき、極小で、極小値 2
(2) 接点(s,F(s))における接線の方程式は、y=(s−2)/(2s√s)・x+(s+6)/(2√s)
点P(t,0)を通るので、 (s−2)/(2s√s)・t+(s+6)/(2√s)=0
すなわち、 s(s+6)+t(s−2)=0 より、 s2+(t+6)s−2t=0
s>0 より、題意を満たすためには、この2次方程式が、異なる2つの正の解を持てばよい。
判別式をDとおくと、D=(t+6)2+8t=t2+20t+36=(t+2)(t+18)>0 から、
t<−18 、−2<t
2次方程式の2つの解をα、βとおくと、 α+β>0 、αβ>0 なので、
α+β=−(t+6)>0 から、 t<−6
αβ=−2t>0 から、 t<0
以上から、求める t の値の範囲は、 t<−18
(3) (2)より、 αβ=2(α+β+6) から、 (α−2)(β−2)=16
α、βは異なる正の整数なので、(α−2,β−2)=(2,8)、(1,16)
すなわち、 (α,β)=(4,10)、(3,18) (終)
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