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軌跡

A(2、0),B(-2、0),P(p、q)(q>0) で点Pが∠APB=60°を満たして動くとき三角形APBの重心Gの軌跡を求める問題です。 それで、pとqの関係式がわかりません。 G(P/3、q/3) これは(2)の問題で(1)では∠APB=90°のときのp,qの関係式を求める問題でした。 内積を2通りで表すのかと思いx成分とy成分を掛けて足すのと A・B=|A|・|B|cosθ って書くので表して連立してみたのですが綺麗にまとまりそうにありませんでした。 どうやって解くのでしょうか?

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回答No.2

ONEONEさん、こんばんは。 >A(2、0),B(-2、0),P(p、q)(q>0) で点Pが∠APB=60°を満たして動くとき三角形APBの重心Gの軌跡を求める問題です。 まず、(p,q)の満たす式を求めていけばいいですね。 指針としては、 >内積を2通りで表すのかと思いx成分とy成分を掛けて足すのと A・B=|A|・|B|cosθ って書くので表して連立してみたのですが というONEONEさんの方法で、よいと思います。 → → → → AP*BP=|AP||BP|cos60° ですから、これに座標をあてはめてみましょう。 (以下はベクトルの矢印は省略します) AP=(p-2,q) BP=(p+2,q)ですから 左辺=(p+2)(p-2)+q^2   =p^2-4+q^2・・・(あ) 右辺=√{(p-2)^2+q^2}√{(p+2)^2+q^2}*1/2・・・(い) (あ)=(い)なので、両辺2倍してから2乗します。 左辺=4(p^2+q^2-4)^2←(あ)の2倍の2乗   =4p^4+8p^2q^2-32p^2+4q^2-32q^2+64・・(★) 右辺={(p+2)^2+q^2}{(p-2)^2+q^2}   =(p+2)^2(p-2)^2+q^2{(p+2)^2+(p-2)^2}+q^4   =(p^2-4)^2+2q^2(p^2+4)+q^4   =p^4-8p^2+16+2p^2q^2+8q^2+q^4・・(☆) (★)=(☆)より、 3p^4-24p^2+6p^2q^2+3q^4-24q^2+48=0 3(p^2+q^2-4)^2=0 よって、p^2+q^2=2 これは、点(p,q)は原点中心の半径2の円になることを示しています。 あとは、p/3=X,q/3=Yとして、p=3X,q=3Yを代入すれば、 X^2+Y^2=(2/3)^2 となるので、求める軌跡は原点中心の半径2/3の円周であることが分かります。 p,qの4次式になっているので、計算が煩雑ですが、えいやっと計算するしかないと思います。 頑張ってください!!

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その他の回答 (1)

noname#5277
noname#5277
回答No.1

円周角の定理の逆から、 Pはある円周上を動きますね。 したがって、y軸上で∠APB=60°となる点をみつけ、 その円周の方程式を求めればよいんじゃないでしょうか。

ONEONE
質問者

補足

図に描けば確かに中心もわかるし、円の式もかけますけど・・・ 数式を用いて説く方法は<?>です。

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