双曲線上の点から直線までの距離(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 双曲線上の点から直線までの距離(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
双曲線 $xy=1$ の $x>0$ の部分の上を点 $\mathrm{P}$ が動くとき,$\mathrm{P}$ と直線 $\ell:x+y+2=0$ の距離の最小値と,そのときの $\mathrm{P}$ の座標を求めよ.
$\mathrm{P}\left(t,\,\dfrac{1}{t}\right)$($t>0$)とすると,$\mathrm{P}$ と $\ell$ の距離 $d$ は
\[ d=\frac{\left|t+\frac{1}{t}+2\right|}{\sqrt{2}}=\frac{t+\frac{1}{t}+2}{\sqrt{2}} \]
$t>0$,$\dfrac{1}{t}>0$ であるから,相加平均と相乗平均の関係より $t+\dfrac{1}{t}\geqq 2$(等号は $t=1$)であるから
\[ d\geqq\frac{2+2}{\sqrt{2}}=2\sqrt{2} \]
よって最小値 $2\sqrt{2}$,そのとき $\mathrm{P}(1,\,1)$
($\mathrm{P}(1,\,1)$ における接線 $x+y=2$ は $\ell$ に平行である.)
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