OP·OQ=一定 の点 Q の軌跡(極座標)(B)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: OP·OQ=一定 の点 Q の軌跡(極座標)(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
点 $\mathrm{P}$ が円 $(x-1)^2+y^2=1$ 上の原点 $\mathrm{O}$ 以外の点を動くとき,半直線 $\mathrm{OP}$ 上に $\mathrm{OP}\cdot\mathrm{OQ}=4$ を満たす点 $\mathrm{Q}$ をとる.点 $\mathrm{Q}$ の軌跡を求めよ.
半直線 $\mathrm{OP}$ が $x$ 軸の正の向きとなす角を $\theta$ とする.円は原点を通り,$x\geqq 0$ の部分にあるから $-\dfrac{\pi}{2}<\theta<\dfrac{\pi}{2}$
点 $\mathrm{A}(2,\,0)$ とすると,線分 $\mathrm{OA}$ はこの円の直径であるから,$\mathrm{P}\neq\mathrm{A}$ のとき,円周角の定理より $\angle\mathrm{OPA}=\dfrac{\pi}{2}$ である.よって $\mathrm{OP}=\mathrm{OA}\cos\theta=2\cos\theta$($\mathrm{P}=\mathrm{A}$ のときは $\theta=0$ で,これも成り立つ)
よって $\mathrm{OQ}=\dfrac{4}{2\cos\theta}=\dfrac{2}{\cos\theta}$ で
\[ \mathrm{Q}\left(\frac{2}{\cos\theta}\cos\theta,\ \frac{2}{\cos\theta}\sin\theta\right)=(2,\ 2\tan\theta) \]
$-\dfrac{\pi}{2}<\theta<\dfrac{\pi}{2}$ で $2\tan\theta$ はすべての実数値をとる.
よって求める軌跡は直線 $x=2$
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