放物線と直線の交点の中点の軌跡(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 放物線と直線の交点の中点の軌跡(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
点 $(2,\ 0)$ を通る傾き $m$ の直線が放物線 $y=x^2$ と異なる 2 点 P,Q で交わるとき,線分 PQ の中点 M の軌跡を求めよ.
直線は $y=m(x-2)$.$y=x^2$ と連立して
\[ x^2-mx+2m=0\quad\cdots\text{①} \]
異なる 2 点で交わる条件は,判別式 $D=m^2-8m>0$ より $m<0,\ 8<m$ ……②
M$(x,\ y)$ とし,① の 2 つの解を $\alpha,\ \beta$ とすると,解と係数の関係より $\alpha+\beta=m$ であるから
\[ x=\frac{\alpha+\beta}{2}=\frac{m}{2} \]
また,M は直線 $y=m(x-2)$ 上にあるから $y=m(x-2)$.
$m=2x$ を代入して $y=2x(x-2)=2x^2-4x$.② より $2x<0$ または $2x>8$,すなわち $x<0,\ 4<x$.
よって,求める軌跡は放物線 $y=2x^2-4x$ の $x<0,\ 4<x$ の部分(下図).
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