熊本大理系数学'08年[4]
放物線C:および点Fについて考える。以下の問いに答えよ。ただし、Oは原点を表す。
(1) 放物線C上の点A (とする)に対して,とおく。rをθ を用いて表せ。 を満たすようにとる。極限を求めよ。
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解答 放物線の焦点は,準線はです。
(2)は、は気がつけても、だと気がつきにくいかも知れません。試験会場では、を微分してみるとよいと思います。
Aから準線に垂線AHを下ろすと、Hです。FからAHに垂線FKを下ろすと、ですが、
について、
について、
放物線上の点Aから焦点Fまでの距離と、点Aから準線までの距離AHは等しいので、
∴ ......[答]追記.ここで得られた関係式は、放物線の、焦点Fを極とする極座標表示になっています。曲線上の点Aと定点Fまでの距離AF,Aから定直線に下ろした垂線をAHとして、 が定数になるとき、eを離心率と言います。この問題では、であって、曲線は放物線になります。では、曲線は楕円になり、では双曲線になります。定点Fを焦点、定直線を準線と言います。なお、極座標を参照してください。
(2) (1)で導いた関係式で、のとき、だとして、 (のとき、,,,,と見て定積分に直します。区分求積法を参照) とおくと、,x:のとき、θ : (置換積分を参照)
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