領域内での x²+y² の最大・最小(B)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 領域内での x²+y² の最大・最小(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$x,\ y$ が $x^2+y^2\leqq 1$ を満たすとき,$x^2+y^2-6x-8y$ の最大値と最小値を求めよ.
$x^2+y^2-6x-8y=(x-3)^2+(y-4)^2-25$ である.A$(3,\ 4)$,P$(x,\ y)$ とすると
\[ x^2+y^2-6x-8y=\mathrm{AP}^2-25 \]
P は円 $x^2+y^2=1$ の周および内部(領域 $D$)を動く.$\mathrm{OA}=5$ であるから,下図のように直線 OA と円の交点を考えると
\[ 5-1\leqq\mathrm{AP}\leqq 5+1 \quad\text{すなわち}\quad 4\leqq\mathrm{AP}\leqq 6 \]
$\mathrm{AP}=4$ となるのは P$\left(\dfrac{3}{5},\ \dfrac{4}{5}\right)$ のとき,$\mathrm{AP}=6$ となるのは P$\left(-\dfrac{3}{5},\ -\dfrac{4}{5}\right)$ のとき.
よって,最大値 $36-25=11$($x=-\dfrac{3}{5},\ y=-\dfrac{4}{5}$),最小値 $16-25=-9$($x=\dfrac{3}{5},\ y=\dfrac{4}{5}$)
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