媒介変数表示された曲線の概形(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 媒介変数表示された曲線の概形(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
媒介変数表示 $x=\cos t$,$y=\sin 2t\ (0\leqq t\leqq 2\pi)$ で表される曲線の概形をかけ.
$t$ を $2\pi-t$ に変えると $x$ は変わらず $y$ は $-y$ になるから,曲線は $x$ 軸に関して対称である.
$t$ を $\pi-t$ に変えると $x\to -x$,$y\to -y$ となるから,曲線は原点に関して対称である.
よって $0\leqq t\leqq\dfrac{\pi}{2}$ の部分を調べる.
\[ \frac{dx}{dt}=-\sin t,\qquad \frac{dy}{dt}=2\cos 2t \]
\[ \begin{array}{c|ccccc}
t & 0 & \cdots & \frac{\pi}{4} & \cdots & \frac{\pi}{2} \\ \hline
\frac{dx}{dt} & 0 & - & - & - & -1 \\ \hline
\frac{dy}{dt} & 2 & + & 0 & - & -2 \\ \hline
(x,\,y) & (1,\,0) & \nwarrow & \left(\frac{\sqrt{2}}{2},\,1\right) & \swarrow & (0,\,0)
\end{array} \]
$t=0$ では $\dfrac{dx}{dt}=0$,$\dfrac{dy}{dt}\neq 0$ であるから,点 $(1,\,0)$ で接線は $y$ 軸に平行.
$t=\dfrac{\pi}{2}$ における接線の傾きは $\dfrac{-2}{-1}=2$
これを対称性を用いて広げると,下図のような 8 の字形の曲線になる.
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