文字を消去して2直線の交点の軌跡を求める(B)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 文字を消去して2直線の交点の軌跡を求める(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$t$ が実数全体を動くとき,2 直線
\[ tx-y=0\quad\cdots\text{①},\qquad x+ty-2t=0\quad\cdots\text{②} \]
の交点 P の軌跡を求めよ.
① より $y=tx$.② に代入して $x+t^2x-2t=0$,すなわち
\[ x=\frac{2t}{1+t^2},\qquad y=\frac{2t^2}{1+t^2} \]
これを $(x,\ y)$ の関係式に直す.$x\neq 0$ のとき $t=\dfrac{y}{x}$ を ② に代入して
\[ x+\frac{y^2}{x}-\frac{2y}{x}=0 \quad\text{すなわち}\quad x^2+y^2-2y=0 \]
$x=0$ となるのは $t=0$ のときで,このとき P は原点 $(0,\ 0)$ であり,これもこの円上にある.
一方,円 $x^2+(y-1)^2=1$ 上の点 $(0,\ 2)$ について,$y=\dfrac{2t^2}{1+t^2}=2-\dfrac{2}{1+t^2}<2$ であるから,P が $(0,\ 2)$ になることはない.それ以外の円上の点は,$t=\dfrac{y}{x}$(原点では $t=0$)とおけば ①,② を満たす.
よって,求める軌跡は円 $x^2+(y-1)^2=1$ から点 $(0,\ 2)$ を除いた部分.
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