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第1章 式と証明
第2章 複素数と方程式
第4章 三角関数
第5章 指数関数と対数関数
第6章 微分法と積分法
第3章 図形と方程式
第1節 点と直線
p.62
練習1
\({\small (1)}~5\) \({\small (2)}~6\)
練習1
\({\small (1)}~5\) \({\small (2)}~6\)
p.63
練習2
\({\small (1)}~1:2\) に内分
\({\small (2)}~3:2\) に外分
\({\small (3)}~1:3\) に外分
練習2
\({\small (1)}~1:2\) に内分
\({\small (2)}~3:2\) に外分
\({\small (3)}~1:3\) に外分
p.64
練習3
\({\small (1)}~{\rm C}\left({\large \frac{32}{5}}\right)\) \({\small (2)}~{\rm D}(10)\)
\({\small (3)}~{\rm E}(-4)\) \({\small (4)}~{\rm M}(6)\)
→ 直線上の線分の長さ・内分点・外分点
練習3
\({\small (1)}~{\rm C}\left({\large \frac{32}{5}}\right)\) \({\small (2)}~{\rm D}(10)\)
\({\small (3)}~{\rm E}(-4)\) \({\small (4)}~{\rm M}(6)\)
→ 直線上の線分の長さ・内分点・外分点
p.65
練習4
\({\small (1)}~\)第1象限 \({\small (2)}~\)第4象限
\({\small (3)}~\)第2象限 \({\small (4)}~\)第3象限
練習4
\({\small (1)}~\)第1象限 \({\small (2)}~\)第4象限
\({\small (3)}~\)第2象限 \({\small (4)}~\)第3象限
p.65
練習5
\({\small (1)}~{\rm Q}(-2,-3)\)
\({\small (2)}~{\rm R}(2,3)\)
\({\small (3)}~{\rm S}(2,-3)\)
練習5
\({\small (1)}~{\rm Q}(-2,-3)\)
\({\small (2)}~{\rm R}(2,3)\)
\({\small (3)}~{\rm S}(2,-3)\)
p.66
練習6
\({\small (1)}~5\) \({\small (2)}~5\sqrt{2}\)
\({\small (3)}~2\) \({\small (4)}~\sqrt{13}\)
→ 平面上の線分の長さ
練習6
\({\small (1)}~5\) \({\small (2)}~5\sqrt{2}\)
\({\small (3)}~2\) \({\small (4)}~\sqrt{13}\)
→ 平面上の線分の長さ
p.67
練習7
\({\small (1)}~{\rm C}\left({\large \frac{5}{3}},4\right)\)
\({\small (2)}~{\rm D}(11,8)\)
\({\small (3)}~{\rm E}(-17,-4)\)
\({\small (4)}~{\rm M}\left({\large \frac{1}{2}},{\large \frac{7}{2}}\right)\)
練習7
\({\small (1)}~{\rm C}\left({\large \frac{5}{3}},4\right)\)
\({\small (2)}~{\rm D}(11,8)\)
\({\small (3)}~{\rm E}(-17,-4)\)
\({\small (4)}~{\rm M}\left({\large \frac{1}{2}},{\large \frac{7}{2}}\right)\)
p.68
練習8
\({\small (1)}~\left({\large \frac{10}{3}},2\right)\) \({\small (2)}~\left(0,{\large \frac{2}{3}}\right)\)
→ 平面上の内分点・外分点・重心
練習8
\({\small (1)}~\left({\large \frac{10}{3}},2\right)\) \({\small (2)}~\left(0,{\large \frac{2}{3}}\right)\)
→ 平面上の内分点・外分点・重心
p.69
研究1
[証明] 座標平面上に4点 \({\rm A~,~B~,~C~,~D}\) を次のようにとると、
\({\rm A}(a,b)\) \({\rm B}(-c,0)\)
\({\rm C}(2c,0)\) \({\rm D}(0,0)\)
このとき、
\({\rm AB}^2=(-c-a)^2+(-b)^2\)
\(=a^2+b^2+c^2+2ca\)
\({\rm AC}^2=(2c-a)^2+(-b)^2\)
\(=a^2+b^2+4c^2-4ca\)
よって、
\(2{\rm AB}^2+{\rm AC}^2\)
\(=3(a^2+b^2+2c^2)\)
また、
\({\rm AD}^2=a^2+b^2\)
\({\rm BD}^2=(-c)^2=c^2\)
よって、
\({\rm AD}^2+2{\rm BD}^2\)
\(=a^2+b^2+2c^2\)
したがって、
\(2{\rm AB}^2+{\rm AC}^2=3({\rm AD}^2+2{\rm BD}^2)\) [終]
→ 座標を利用した等式の証明
研究1
[証明] 座標平面上に4点 \({\rm A~,~B~,~C~,~D}\) を次のようにとると、
\({\rm A}(a,b)\) \({\rm B}(-c,0)\)
\({\rm C}(2c,0)\) \({\rm D}(0,0)\)
このとき、
\({\rm AB}^2=(-c-a)^2+(-b)^2\)
\(=a^2+b^2+c^2+2ca\)
\({\rm AC}^2=(2c-a)^2+(-b)^2\)
\(=a^2+b^2+4c^2-4ca\)
よって、
\(2{\rm AB}^2+{\rm AC}^2\)
\(=3(a^2+b^2+2c^2)\)
また、
\({\rm AD}^2=a^2+b^2\)
\({\rm BD}^2=(-c)^2=c^2\)
よって、
\({\rm AD}^2+2{\rm BD}^2\)
\(=a^2+b^2+2c^2\)
したがって、
\(2{\rm AB}^2+{\rm AC}^2=3({\rm AD}^2+2{\rm BD}^2)\) [終]
→ 座標を利用した等式の証明
p.70
練習9
練習9
p.72
練習11
\({\small (1)}~y=2x-4\)
\({\small (2)}~y=-2x+2\)
\({\small (3)}~y=-1\)
\({\small (4)}~x=3\)
→ 2点を通る直線の方程式
練習11
\({\small (1)}~y=2x-4\)
\({\small (2)}~y=-2x+2\)
\({\small (3)}~y=-1\)
\({\small (4)}~x=3\)
→ 2点を通る直線の方程式
p.72
練習12
[証明] 2点 \((3,0)~,~(0,2)\) を通る直線であるので、
\(y-0={\large \frac{2-0}{0-3}}(x-3)\)
これより、
\(y=-{\large \frac{2}{3}}x+2\)
移項すると、
\({\large \frac{2x}{3}}+y=2\)
両辺を \(2\) で割ると、
\({\large \frac{x}{3}}+{\large \frac{y}{2}}=1\) [終]
練習12
[証明] 2点 \((3,0)~,~(0,2)\) を通る直線であるので、
\(y-0={\large \frac{2-0}{0-3}}(x-3)\)
これより、
\(y=-{\large \frac{2}{3}}x+2\)
移項すると、
\({\large \frac{2x}{3}}+y=2\)
両辺を \(2\) で割ると、
\({\large \frac{x}{3}}+{\large \frac{y}{2}}=1\) [終]
p.73
練習13
②、③
練習13
②、③
p.74
練習14
\({\small (1)}~\)平行 \({\small (2)}~\)垂直
\({\small (3)}~\)平行 \({\small (4)}~\)垂直
練習14
\({\small (1)}~\)平行 \({\small (2)}~\)垂直
\({\small (3)}~\)平行 \({\small (4)}~\)垂直
p.76
練習17
\({\small (1)}~{\large \frac{9\sqrt{13}}{13}}\) \({\small (2)}~\sqrt{5}\)
練習17
\({\small (1)}~{\large \frac{9\sqrt{13}}{13}}\) \({\small (2)}~\sqrt{5}\)
p.77
練習18
\({\small (1)}~{\large \frac{6}{5}}\) \({\small (2)}~{\large \frac{2\sqrt{5}}{5}}\) \({\small (3)}~\sqrt{10}\)
→ 点と直線との距離
練習18
\({\small (1)}~{\large \frac{6}{5}}\) \({\small (2)}~{\large \frac{2\sqrt{5}}{5}}\) \({\small (3)}~\sqrt{10}\)
→ 点と直線との距離
補充問題
p.79
1
\((5,0)\) または \((-1,0)\)
1
\((5,0)\) または \((-1,0)\)
p.79
2
\({\small (1)}~\)
\({\rm OA}=2\sqrt{10}~,~{\rm OB}=2\sqrt{5}\)
\({\rm AB}=2\sqrt{5}\)
\({\small (1)}~\)[証明]
(1)より、
\({\rm OA}^2={\rm OB}^2+{\rm AB}^2\)
三平方の定理の逆より、
\(\angle{\rm ABO}=90^\circ\)
また、\({\rm OB=AB}\) となる
したがって、
\(\triangle {\rm OAB}\) は \(\angle{\rm ABO}=90^\circ\) で \({\rm OB=AB}\) の直角二等辺三角形である [終]
2
\({\small (1)}~\)
\({\rm OA}=2\sqrt{10}~,~{\rm OB}=2\sqrt{5}\)
\({\rm AB}=2\sqrt{5}\)
\({\small (1)}~\)[証明]
(1)より、
\({\rm OA}^2={\rm OB}^2+{\rm AB}^2\)
三平方の定理の逆より、
\(\angle{\rm ABO}=90^\circ\)
また、\({\rm OB=AB}\) となる
したがって、
\(\triangle {\rm OAB}\) は \(\angle{\rm ABO}=90^\circ\) で \({\rm OB=AB}\) の直角二等辺三角形である [終]
第2節 円
p.80
練習19
\({\small (1)}~(x-2)^2+(y-3)^2=16\)
\({\small (2)}~x^2+y^2=4\)
\({\small (3)}~(x+2)^2+(y-1)^2=10\)
練習19
\({\small (1)}~(x-2)^2+(y-3)^2=16\)
\({\small (2)}~x^2+y^2=4\)
\({\small (3)}~(x+2)^2+(y-1)^2=10\)
p.81
練習21
中心 \((2,1)\)、半径 \(\sqrt{5}\)
\((x-2)^2+(y-1)^2=5\)
練習21
中心 \((2,1)\)、半径 \(\sqrt{5}\)
\((x-2)^2+(y-1)^2=5\)
p.81
練習22
\({\small (1)}~\)中心 \((-2,1)\)、半径 \(3\) の円
\({\small (2)}~\)中心 \((-3,-4)\)、半径 \(4\) の円
→ 円の方程式
練習22
\({\small (1)}~\)中心 \((-2,1)\)、半径 \(3\) の円
\({\small (2)}~\)中心 \((-3,-4)\)、半径 \(4\) の円
→ 円の方程式
p.85
練習25
\({\small (1)}~-5≦m≦5\)
\({\small (2)}~m=\pm5\)
練習25
\({\small (1)}~-5≦m≦5\)
\({\small (2)}~m=\pm5\)
p.86
練習27
\({\small (1)}~3x+y-10=0\)
\({\small (2)}~2x-3y-13=0\)
\({\small (3)}~x=4\)
練習27
\({\small (1)}~3x+y-10=0\)
\({\small (2)}~2x-3y-13=0\)
\({\small (3)}~x=4\)
p.87
練習28
\(y=1~,~(0,1)\)
\(4x-3y-5=0~,~\left({\large \frac{4}{5}},-{\large \frac{3}{5}}\right)\)
→ 円の接線の方程式
練習28
\(y=1~,~(0,1)\)
\(4x-3y-5=0~,~\left({\large \frac{4}{5}},-{\large \frac{3}{5}}\right)\)
→ 円の接線の方程式
補充問題
p.90
5
半径 \(\sqrt{5}\)、座標 \((-1,3)\)
5
半径 \(\sqrt{5}\)、座標 \((-1,3)\)
p.90
6
\({\small (1)}~\)2個 \({\small (2)}~\)0個 \({\small (3)}~\)1個
6
\({\small (1)}~\)2個 \({\small (2)}~\)0個 \({\small (3)}~\)1個
p.90
7
\({\small (1)}~-5\sqrt{2}<c<5\sqrt{2}\)
\({\small (2)}~\)
\(m=10\) のとき \((-3,1)\)
\(m=-10\) のとき \((3,-1)\)
7
\({\small (1)}~-5\sqrt{2}<c<5\sqrt{2}\)
\({\small (2)}~\)
\(m=10\) のとき \((-3,1)\)
\(m=-10\) のとき \((3,-1)\)
第3節 軌跡と領域
p.91
練習31
直線 \(3x+2y+5=0\)
練習31
直線 \(3x+2y+5=0\)
p.95
練習34
\({\small (1)}~\)
境界線を含まない
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
\({\small (3)}~\)
※ 図が間違っています。原点Oを含む範囲が正しい答えです。
境界線を含む
練習34
\({\small (1)}~\)
境界線を含まない
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
\({\small (3)}~\)
※ 図が間違っています。原点Oを含む範囲が正しい答えです。
境界線を含む
p.95
練習35
\({\small (1)}~\)
境界線を含む
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
練習35
\({\small (1)}~\)
境界線を含む
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
p.96
練習36
\({\small (1)}~\)
境界線を含まない
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
練習36
\({\small (1)}~\)
境界線を含まない
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
p.98
練習38
\({\small (1)}~\)
境界線を含まない
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
\({\small (3)}~\)
境界線を含まない
\({\small (4)}~\)
境界線を含む
→ 連立不等式の表す領域①
練習38
\({\small (1)}~\)
境界線を含まない
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
\({\small (3)}~\)
境界線を含まない
\({\small (4)}~\)
境界線を含む
→ 連立不等式の表す領域①
補充問題
p.100
8
\({\rm A~,~C}\)
8
\({\rm A~,~C}\)
p.100
9
\({\small (1)}~\)
境界線を含む
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
9
\({\small (1)}~\)
境界線を含む
\({\small (2)}~\)
境界線を含む
p.100
10
[証明] \(x^2+y^2≦1\) の領域を \(P\)、\(x+y≦\sqrt{2}\) の領域を \(Q\) とする
これらの領域を図示すると次の図のようになる
これより、\(P\subset Q\) が成り立つ
したがって、
\(x^2+y^2≦1\) ならば \(x+y≦\sqrt{2}\)
[終]
→ 領域を用いた証明
10
[証明] \(x^2+y^2≦1\) の領域を \(P\)、\(x+y≦\sqrt{2}\) の領域を \(Q\) とする
これらの領域を図示すると次の図のようになる
これより、\(P\subset Q\) が成り立つ
したがって、
\(x^2+y^2≦1\) ならば \(x+y≦\sqrt{2}\)
[終]
→ 領域を用いた証明
章末問題 図形と方程式
章末問題A
p.101
1
\((2,0)\)
1
\((2,0)\)
p.101
2
\({\small (1)}~2x+3y-8=0\)
\({\small (2)}~3x-2y+1=0\)
2
\({\small (1)}~2x+3y-8=0\)
\({\small (2)}~3x-2y+1=0\)
p.101
3
\({\small (1)}~(2,3)\) \({\small (2)}~{\large \frac{3\sqrt{5}}{5}}\) \({\small (3)}~{\large \frac{3}{2}}\)
3
\({\small (1)}~(2,3)\) \({\small (2)}~{\large \frac{3\sqrt{5}}{5}}\) \({\small (3)}~{\large \frac{3}{2}}\)
p.101
5
\((x-2)^2+(y-1)^2=5\)
5
\((x-2)^2+(y-1)^2=5\)
p.101
6
\({\small (1)}~(4-a,2-b)\)
\({\small (2)}~\)直線 \(2x+y-11=0\)
6
\({\small (1)}~(4-a,2-b)\)
\({\small (2)}~\)直線 \(2x+y-11=0\)
p.101
7
\({\small (1)}~y≦{\large \frac{5}{3}}x+{\large \frac{2}{3}}\)
\(y≦-x+6~,~y≧{\large \frac{1}{3}}x-{\large \frac{2}{3}}\)
\({\small (2)}~\)
\(x^2+y^2≦4~,~y≧-x+1\)
7
\({\small (1)}~y≦{\large \frac{5}{3}}x+{\large \frac{2}{3}}\)
\(y≦-x+6~,~y≧{\large \frac{1}{3}}x-{\large \frac{2}{3}}\)
\({\small (2)}~\)
\(x^2+y^2≦4~,~y≧-x+1\)
章末問題B
p.102
8
\(a=2~,~-3\)
8
\(a=2~,~-3\)
p.102
9
\({\small (1)}~a=-2\)
\({\small (2)}~(2,1)\)
\({\small (3)}~-2\)
\({\small (4)}~y=-2x+10\)
9
\({\small (1)}~a=-2\)
\({\small (2)}~(2,1)\)
\({\small (3)}~-2\)
\({\small (4)}~y=-2x+10\)
p.102
10
\({\small (1)}~\)
[証明]
①と②の交点 \((x,y)\) は
\(x^2+y^2-25=0\)
かつ
\(x-y+1=0\)
を満たす
よって、方程式
\(k(x-y+1)+(x^2+y^2-25)=0\)
も満たす
したがって、方程式
\(k(x-y+1)+(x^2+y^2-25)=0\)
の表す図形は、①と②の交点を通る [終]
\({\small (2)}~x^2+y^2+25x-25y=0\)
10
\({\small (1)}~\)
[証明]
①と②の交点 \((x,y)\) は
\(x^2+y^2-25=0\)
かつ
\(x-y+1=0\)
を満たす
よって、方程式
\(k(x-y+1)+(x^2+y^2-25)=0\)
も満たす
したがって、方程式
\(k(x-y+1)+(x^2+y^2-25)=0\)
の表す図形は、①と②の交点を通る [終]
\({\small (2)}~x^2+y^2+25x-25y=0\)
p.102
11
\({\small (1)}~x=a~,~y=a+3\)
\({\small (2)}~\)直線 \(y=x+3\)
11
\({\small (1)}~x=a~,~y=a+3\)
\({\small (2)}~\)直線 \(y=x+3\)
p.102
12
A \(2\) トン、B \(3\) トン
12
A \(2\) トン、B \(3\) トン
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