問題13073( wkf*ho*6さん提示問 Orz〜)
P=(x, 0),A=(0, a),B=(0, b) ( 0<b<a) とする。 vector PA,PB の内積を求めよ。 内積/|PA|*|PB| の 導関数を求め, 最小値を求めよ。
解答
・わたしの…
vPA=(-x,a)
vPB=(-x,b)
これらの内積は...
vPA・vPB=(-x,a)・(-x,b)=x^2+ab
与式の導関数は計算させましたわ ^^;…Orz…
((x^2+ab)/(√(x^2+a^2)*√(x^2+b^2)))'=
x=0, √ab のとき極値
x=0…与式=1
x=√(ab)…与式=2√(ab)/(a+b)
0<(√a-√b)^2 なので…
2√(ab)/(a+b)<1
so…
最小値=2√(ab)/(a+b)
なのね ^^
奇麗な値になるんですねぇ☆
*wkf*h0*6さんからのコメントより Orz〜
・そっか相乗 ^^
再考ぅ〜^^;v
与式は…cosθそのものだから...
cosθの最小値=sinθの最大値ってことなので…
tanθの最大値と同じ ^^・・・so…tan使用派でっす♪
so...
tanα=a/x
tanβ=b/x
tan(α-β)の最大値なので…
tan(α-β)=((a+b)/x)/(1+ab/x^2)=x(a+b)/(x^2+ab)
a+b,abは定数なので…
x+ab/xの最小値を求めればいいので…
x+ab/x>=2√ab
等号はx=ab/x…x^2=ab…x=√ab
cos(α-β)=cosα*cosβ+sinα*sinβ
=2ab/(√(ab+a^2)*√(ab+b^2))
=2√(ab)/(a+b)
が最小値ってわけでね ^^
*こりゃ楽だわ ^^☆…Orz〜
もっと楽な発想が!!!
↓
・鍵コメT様からの最速と思える解法 Orz〜☆
\vec{PA}・\vec{PB}/(|\vec{PA}||\vec{PB}|)は, cos(\vec{PA}と\vec{PB}のなす角)ですね.
本問では,「導関数を求める」ことも要求されているので仕方ありませんが, 最小値を求める目的ならば,∠APBを最大にすればよいので, 三角形APBの外接円がx軸に接する場合を調べればよく, そのとき,方べきの定理から,OP^2=OA*OB,x=±√(ab)となって, 最小値は(ab+ab)/((√(ab+b^2))(√(ab+a^2)))=(2√(ab))/(a+b) と求められます.
*いつもながらの上手い発想ねぇ☆
お気に入りぃ〜♪
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