放物線と接し x 軸上に中心を持つ円が定点を通る個数

分野: 図形と方程式・微分・積分

f(x)=−24x2+42f(x) = -\dfrac{\sqrt{2}}{4}x^2 + 4\sqrt{2} とおく。0<t<40 < t < 4 を満たす実数 tt に対し,座標平面上の点 (t,f(t))(t, f(t)) を通り,この点において放物線 y=f(x)y = f(x) と共通の接線を持ち,xx 軸上に中心を持つ円を CtC_t とする。

(1) 円 CtC_t の中心の座標を (c(t),0)(c(t), 0),半径を r(t)r(t) とおく。c(t)c(t) と {r(t)}2\{r(t)\}^2 を tt の整式で表せ。

(2) 実数 aa は 0<a<f(3)0 < a < f(3) を満たすとする。円 CtC_t が点 (3,a)(3, a) を通るような実数 tt は 0<t<40 < t < 4 の範囲にいくつあるか。

出典

出典(引用): 令和6(2024)年度第2次学力試験 前期日程試験 数学(理科) 第4問(東京大学の第2次試験問題からの引用)(表記を Web 用に改変)

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