4次曲線に2点で接する直線(B)
★★★☆☆☆☆(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(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
曲線 $y=x^4-4x^3+2x^2+3x$ と異なる 2 点で接する直線の方程式を求めよ.また,接点の $x$ 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 $x^4-4x^3+2x^2+3x-(mx+n)=0$ 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,$s=\alpha+\beta$,$p=\alpha\beta$ とおくと,次の式は $x$ の恒等式となる.
\[ x^4-4x^3+2x^2+(3-m)x-n=(x^2-sx+p)^2 \]
右辺を展開して係数を比較すると
\[ -4=-2s,\quad 2=s^2+2p,\quad 3-m=-2sp,\quad -n=p^2 \]
$s=2$,$p=-1$ より $m=3+2sp=-1$,$n=-1$.
$\alpha,\ \beta$ は $x^2-2x-1=0$ の解で $x=1\pm\sqrt{2}$(異なる 2 つの実数で適する).
よって,直線は $y=-x-1$,接点の $x$ 座標は $1\pm\sqrt{2}$
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