【質問】数学:放物線に接する円の中心

〔質問〕
放物線C:y=x2 上の点をP(t, t2) とする。y≦x2 を満たす領域内の点Qを中心とし、半径1の円が点PにおいてCに接しているとき、点Qの座標をtで表せ。

解答の考え方と、流れを教えてください。お願いします。

〔回答〕
接点Cに対して、円の中心がどのような関係にあるのかを考え、その内容を数式化してもらえばOKです。

「接する」ということは「接点において共通の接線を持っている」ということを表しています。つまり、点Cにおける放物線の接線が、同時に円の方の接線にもなっている、ということです。一方で、円と接線については、CQと接線は直交しているはずです。
よって、Qについては、
・点Cにおける放物線の法線(接線と直交する直線。傾きが-1倍)上にある
・点Cからの距離が1(=半径)
という条件を満たしていればいい、ということになります。

 

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