2放物線とその共通接線で囲まれた部分(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 2放物線とその共通接線で囲まれた部分(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
2 つの放物線 $y=x^2$,$y=(x-4)^2$ の共通接線を求め,2 つの放物線と共通接線で囲まれた部分の面積を求めよ.
$y=x^2$ 上の点 $(t,\ t^2)$ における接線 $y=2tx-t^2$ が $y=(x-4)^2$ に接する条件は,$x^2-(8+2t)x+16+t^2=0$ が重解をもつことである.この 2 次方程式の判別式を $D$ とすると
\[ \frac{D}{4}=(4+t)^2-(16+t^2)=8t \]
$D=0$ より $t=0$
共通接線は $y=0$($x$ 軸)で,接点は $(0,\ 0)$,$(4,\ 0)$.
2 つの放物線の交点は $x^2=(x-4)^2$ より $x=2$.よって(下図)
\[ S=\int_0^2 x^2\,dx+\int_2^4(x-4)^2\,dx=\frac{8}{3}+\frac{8}{3}=\frac{16}{3} \]
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