直線が2次曲線と共有点をもつ係数の組の領域(B)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 直線が2次曲線と共有点をもつ係数の組の領域(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
直線 $y=px+q$ が双曲線 $x^2-y^2=1$ と共有点をもつような点 $(p,\,q)$ 全体の領域を,$pq$ 平面上に図示せよ.
代入して整理すると
\[ (1-p^2)x^2-2pqx-(q^2+1)=0 \quad\cdots\text{①} \]
(i) $p=\pm 1$ のとき,① は $\mp 2qx-(q^2+1)=0$.$q\neq 0$ ならば解をもち,$q=0$ ならば解をもたない(直線は漸近線 $y=\pm x$ そのもの).
(ii) $p\neq\pm 1$ のとき,① は 2 次方程式である.① の判別式を $D$ とすると,実数解をもつ条件は
\[ \frac{D}{4}=p^2q^2+(1-p^2)(q^2+1)\geqq 0 \quad\text{すなわち}\quad p^2-q^2\leqq 1 \]
(i) の点 $(\pm 1,\,q)$($q\neq 0$)は $p^2-q^2\leqq 1$ を満たし,$(\pm 1,\,0)$ は $p^2-q^2=1$ 上の点である.
よって求める領域は,$p^2-q^2\leqq 1$ の表す部分(双曲線 $p^2-q^2=1$ の 2 つの枝ではさまれた部分,境界を含む)から,2 点 $(1,\,0)$,$(-1,\,0)$ を除いたものである.
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