極方程式で表す点の軌跡(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 極方程式で表す点の軌跡(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
極 $\mathrm{O}$ と,直線 $x=2$(極方程式 $r\cos\theta=2$)上を動く点 $\mathrm{P}$ がある.$\triangle\mathrm{OPQ}$ が正三角形となるように,点 $\mathrm{Q}$ を $\mathrm{OP}$ から反時計回りの側にとる.点 $\mathrm{Q}$ の軌跡を極方程式で表し,さらに直交座標の方程式で表せ.
$\mathrm{Q}$ の極座標を $(r,\,\theta)$ とする.$\triangle\mathrm{OPQ}$ は正三角形で,$\mathrm{Q}$ は $\mathrm{P}$ を極の周りに $\dfrac{\pi}{3}$ 回転した点であるから,$\mathrm{P}$ の極座標は $\left(r,\,\theta-\dfrac{\pi}{3}\right)$
$\mathrm{P}$ は $r\cos\theta=2$ 上にあるから
\[ r\cos\left(\theta-\frac{\pi}{3}\right)=2 \]
これが $\mathrm{Q}$ の軌跡の極方程式である.展開すると $\dfrac{1}{2}r\cos\theta+\dfrac{\sqrt{3}}{2}r\sin\theta=2$ より
\[ x+\sqrt{3}y=4 \]
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