【質問】数学:(続編)「x=a+b, y=ab とする。a, b がすべての実数をとって変化するとき」という問題の解き方について

〔質問〕
「実数 a, b が b=2a を満たしながら変化するとき (a+b, ab) を座標とする点Pはどのような曲線を描くかその軌跡を求めて図示せよ」
「実数 a, b について x=a+b, y=ab とする。a, b がすべての実数をとって変化するとき点 (x, y) が動く範囲をxy平面に図示せよ」
という2つの問題はどっちも x=a+b, y=ab で条件は同じなのに a、b を2解にもつ2次方程式を考えるのが後者の問題だけなのはなぜですか?
〔回答〕
両方ともに共通してすべきことは
・x, y が存在する(=対応する a, b がきちんと存在する)ことを踏まえた上で、
・媒介変数である a, b を消去する
という作業です。
 
1つ目の方は、代入するだけでこの作業が完了するので、一見シンプルな問題に感じると思います。
 
2つ目の方も本来的な意味でやるべきことは同じです。
ですので「a, b を消去する」という点では、a+b=x, ab=y という連立方程式を考えて a, b を消去しても構いません。
(ただし、その途中で、対応する a, b が存在する条件を求める必要があります)
 
これを踏まえた上で、この作業を進める別解として2次方程式の話に変えてしまうことができる、という話です。
1つ目の方でも適用することはできますが、こちらの場合は b=2a という制約がある関係で、実際にはかえってめんどくさくなります。

 

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