y²=4x 上の点から定点までの最短距離(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: y²=4x 上の点から定点までの最短距離(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$a$ を実数の定数とする.放物線 $y^2=4x$ 上の点 $\mathrm{P}$ と点 $\mathrm{A}(a,\,0)$ の距離の最小値を,$a$ の値で場合分けして求めよ.
$\mathrm{P}(x,\,y)$($x\geqq 0$)とすると
\[ \mathrm{AP}^2=(x-a)^2+4x=x^2-2(a-2)x+a^2=\{x-(a-2)\}^2+4a-4 \]
これを $f(x)$ とおく.$x\geqq 0$ における最小値を考える.
[1] $a-2\geqq 0$,すなわち $a\geqq 2$ のとき
軸 $x=a-2$ は $x\geqq 0$ の範囲にあるから,$f(x)$ は $x=a-2$ で最小値 $4a-4$ をとる.$4a-4>0$ であるから,距離の最小値は $2\sqrt{a-1}$
[2] $a<2$ のとき
軸 $x=a-2$ は $x<0$ の範囲にあるから,$f(x)$ は $x\geqq 0$ で増加し,$x=0$ で最小値 $f(0)=a^2$ をとる.よって,距離の最小値は $|a|$
[1],[2] より,距離の最小値は,$a\geqq 2$ のとき $2\sqrt{a-1}$,$a<2$ のとき $|a|$ である.
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