直線や放物線が通過する領域(t の範囲あり)(B)
★★★★☆☆☆(地方国立・MARCH) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 直線や放物線が通過する領域(t の範囲あり)(A) (★★★★☆☆☆(地方国立・MARCH))
問題
$t$ が $0\leqq t\leqq 1$ の範囲を動くとき,放物線 $y=x^2-2tx+2t$ が通過する領域を求め,図示せよ.
$x$ を固定すると,$y=x^2+2(1-x)t$ は $t$ の 1 次関数である.$0\leqq t\leqq 1$ における値域は,$t=0$ のときの値 $x^2$ と $t=1$ のときの値 $x^2+2(1-x)=x^2-2x+2$ を両端とする区間である.
$x\leqq 1$ のとき $1-x\geqq 0$ であるから $x^2\leqq y\leqq x^2-2x+2$
$x\geqq 1$ のとき $1-x\leqq 0$ であるから $x^2-2x+2\leqq y\leqq x^2$
よって,求める領域は 2 つの放物線 $y=x^2$,$y=(x-1)^2+1$ にはさまれた部分(境界を含む).2 つの放物線は点 $(1,\ 1)$ で交わる(下図).
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