過去問データベース 過去問を探す

大阪大学 1993年度
文系数学 第3問

問題

を通り曲線に接する直線がちょうど2本存在するとき,実数の値および2本の接線の方程式を求めよ.

出典:大阪大学 1993年度 前期日程 第2次学力試験 文系 第3問

方針

接点の 座標を とおき,その接線が を通る条件を の3次方程式にする。接線がちょうど2本になるには,この3次方程式の相異なる解が2個になる必要があるので,重解条件 を調べる。得られた について実際に接点と接線を求め,重解から出る接線と残りの接線が異なることまで確認する。

解答

曲線を とおく。接点の 座標を とすると,接点は ,接線の傾きは である。したがって接線の方程式は である。

この直線が を通る条件は である。これに を代入すると となる。すなわち,接点の候補は の解である。

接線がちょうど2本存在するためには,この3次方程式が相異なる解をちょうど2個もつ必要がある。したがって重解をもつ必要がある。微分すると である。 なので,重解は ではない。よって重解は でなければならない。これを に代入すると

である。したがって より を得る。

逆に のとき, であるから,接点の 座標は の2種類である。 のとき,接点は ,傾きは なので,接線は である。 のとき,接点の 座標は であり,傾きは

である。よって接線は すなわち である。

以上より, であり,2本の接線は である。