4次曲線に2点で接する直線(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 4次曲線に2点で接する直線(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
曲線 $y=x^4-2x^2+x$ と異なる 2 点で接する直線の方程式と,その接点の座標を求めよ.
求める直線を $y=mx+n$,接点の $x$ 座標を $\alpha,\ \beta\ (\alpha\neq\beta)$ とする.直線が曲線に $x=\alpha,\ \beta$ の点で接するとき,$x$ の 4 次方程式 $x^4-2x^2+x-(mx+n)=0$ は $x=\alpha,\ \beta$ をそれぞれ重解にもつ.左辺の $x^4$ の係数は 1 であるから,
\[ x^4-2x^2+x-(mx+n)=(x-\alpha)^2(x-\beta)^2 \]
が $x$ の恒等式となる.$s=\alpha+\beta$,$p=\alpha\beta$ とおくと,右辺は $(x^2-sx+p)^2=x^4-2sx^3+(s^2+2p)x^2-2spx+p^2$.係数を比較して
\[ 0=-2s,\quad -2=s^2+2p,\quad 1-m=-2sp,\quad -n=p^2 \]
よって $s=0$,$p=-1$,$m=1$,$n=-1$.$\alpha,\ \beta$ は $x^2-1=0$ の解で,$\pm 1$(異なる 2 つの実数で適する).
直線 $y=x-1$,接点 $(1,\ 0)$,$(-1,\ -2)$(下図)
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