楕円外の点から引いた2接線の接点を通る直線(B)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 楕円外の点から引いた2接線の接点を通る直線(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
点 $\mathrm{A}$ が直線 $x+y=4$ 上を動くとき,$\mathrm{A}$ から楕円 $\dfrac{x^2}{4}+y^2=1$ に引いた 2 本の接線の接点を結ぶ直線は,定点を通ることを示し,その定点の座標を求めよ.
$\mathrm{A}(p,\,4-p)$ とする.直線 $x+y=4$ は楕円と共有点をもたない(代入すると $\dfrac{x^2}{4}+(4-x)^2=1$ は実数解をもたない)から,$\mathrm{A}$ はつねに楕円の外部にあり,2 本の接線が引ける.
接点を $(x_1,\,y_1)$,$(x_2,\,y_2)$ とする.点 $(x_1,\,y_1)$ における接線 $\dfrac{x_1x}{4}+y_1y=1$ が $\mathrm{A}(p,\,4-p)$ を通るから $\dfrac{px_1}{4}+(4-p)y_1=1$
同様に,点 $(x_2,\,y_2)$ における接線 $\dfrac{x_2x}{4}+y_2y=1$ が $\mathrm{A}$ を通るから $\dfrac{px_2}{4}+(4-p)y_2=1$
よって,2 接点はともに直線
\[ \frac{px}{4}+(4-p)y=1 \]
上にあり,これが接点を結ぶ直線である.$p$ について整理すると
\[ p\left(\frac{x}{4}-y\right)+(4y-1)=0 \]
これがすべての $p$ について成り立つのは $\dfrac{x}{4}-y=0$ かつ $4y-1=0$ のとき,すなわち $x=1$,$y=\dfrac{1}{4}$ のときである.
よって,接点を結ぶ直線はつねに定点 $\left(1,\,\dfrac{1}{4}\right)$ を通る.
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