直線に接する円の中心の軌跡(放物線)(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 直線に接する円の中心の軌跡(放物線)(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
円 $x^2+y^2=1$ に外接し,直線 $x=2$ に接する円(中心が直線 $x=2$ の左側にあるもの)の中心 $\mathrm{P}$ の軌跡を求めよ.
$\mathrm{P}(x,\,y)$($x<2$),半径を $r$ とする.直線 $x=2$ に接するから $r=2-x$.円 $x^2+y^2=1$ に外接するから,中心間の距離は $1+r$ で
\[ \sqrt{x^2+y^2}=1+(2-x)=3-x \]
$x<2$ より $3-x>0$ であるから,両辺を 2 乗して
\[ x^2+y^2=9-6x+x^2 \quad\text{すなわち}\quad y^2=-6x+9 \]
この曲線上の点はすべて $x\leqq\dfrac{3}{2}<2$ を満たす.
よって求める軌跡は放物線 $y^2=-6\left(x-\dfrac{3}{2}\right)$
(原点からの距離と直線 $x=3$ までの距離が等しい点の軌跡,すなわち焦点 $(0,\,0)$,準線 $x=3$ の放物線である.)
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