1次式の積                            pr 氏

 axy + x^2 - 3x + 3y^2 - 5y + 2 が x、y の1次式の積となるような a を色々な方法で求め
よ。

に対して、以下の発想達をいただきました。

☆ ヨッシー様より引用

(1) (x+by+c)(x+dy+e) として、b、c、d、e を求め、a=b+d を求める。

(2) この式を x の2次式 x^2+(ay−3)x+3y^2−5y+2 と考え、
 x^2+(ay−3)x+(3y−2)(y−1) が因数分解できるように a を決める。

(3) axy+x^2−3x+3y^2−5y+2=0 とおくと、この式は2つの直線を表す。

 x=0 を代入して、3y^2−5y+2=0 より、y=1、2/3

 y=0 を代入して、x^2−3x+2=0 より、x=1、2

 2点(1,0)、(0,2/3) を通る直線 2x+3y−2=0 、2点(2,0)、(0,1) を通る直線 x+2y−2=0
を掛けた (2x+3y−2)(x+2y−2)=0

 または

 2点(1,0)、(0,1) を通る直線 x+y−1=0 、2点(2,0)、(0,2/3) を通る直線 x+3y−2=0
を掛けた (x+y−1)(x+3y−2)=0

のうち適する方を選ぶ。

 ・・・・・・・・・・・など。

☆ 2次曲線 axy+x^2−3x+3y^2−5y+2=0 が、特異点を有すの視座から瞬時に a を
 定めて下さい。


 S(H)さんからのコメントです。(令和2年7月16日付け)

問題 2x^2-3xy-ky^2-10x+(7-k)y+12 が一次式の積となるような定数kの値を定めよ。

 これを世界で誰もしないかもしれない発想で少女Aが瞬時に解いた。

 与えられた式 -k y^2+(7-k) y+2 x^2-3 x y-10 x+12 を斉次化し、

 -k Y^2-k Y Z+2 X^2-3 X Y-10 X Z+7 Y Z+12 Z^2

 対応する対称行列 M={{2, -(3/2), -5}, {-(3/2), -k, (7 - k)/2}, {-5, (7 - k)/2, 12}}

の行列式=0 から、k = -1、k= 2


(コメント) 高校数学では定番の手法が上記には入っていないのですね?

 S(H)さんの問題は、次のように解かれる場合が多いのではないでしょうか。

(解) xの2次方程式 2x^2-(3y+10)x-ky^2+(7-k)y+12=0 と考えて、判別式をDとおくと、

 D=(3y+10)^2-8(-ky^2+(7-k)y+12)=(8k+9)y^2+(8k+4)y+4

 題意を満たすためには、yの2次方程式 D=0 が重解を持てばよい。

 よって、判別式をD’とすると、

 D’=(4k+2)^2-4(8k+9)=16k^2-16k-32=0 すなわち、 k^2-k-2=0 から、 k=2、-1  (終)



                         投稿一覧に戻る