第1講 分数関数と逆関数 数学Ⅲ 【問題 1】 次の空欄を埋めよ. (1)曲線 y = 5 - 3x は,双曲線 y = - 1 を x 軸方向に x -2 x ,y 軸方向に したものである. (2) (1)の曲線の漸近線は 1 x= ,y= である. だけ平行移動 【問題 2】 y = f ( x ) のグラフを x 軸の負の方向へ 1,y 軸の正の方向へ 2 だけ平行移動したら y = 3 のグ x ラフに重なった. (1) f ( x ) を求めよ. (2) f ( x ) > k を満たす x の範囲を k の値によって分類せよ. 2 【問題 3】 関数 f ( x ) = ax - 4 の逆関数が f -1 ( x ) = 3x + c であるとき,実数 a,b,c の値を求めよ. x +b 3 -x + 2 第1講 分数関数と逆関数 解答 数学Ⅲ 【問題 1】 次の空欄を埋めよ. (1)曲線 y = 5 - 3x は,双曲線 y = - 1 を x 軸方向に x -2 x ,y 軸方向に したものである. (2) (1)の曲線の漸近線は x= ,y= (1) 5 - 3x = -3 - 1 x -2 x -2 よって,関数 y = - 1 のグラフを x x 軸方向に 2,y 軸方向に -3 平行移動して得られる (2)直線 x = 2 , y = -3 4 である. だけ平行移動 【問題 2】 y = f ( x ) のグラフを x 軸の負の方向へ 1,y 軸の正の方向へ 2 だけ平行移動したら y = 3 のグ x ラフに重なった. (1) f ( x ) を求めよ. (2) f ( x ) > k を満たす x の範囲を k の値によって分類せよ. (1) y = 3 のグラフを x 軸の正の方向へ 1, y 軸の負の方向へ 2 x だけ平行移動すると, y = f ( x ) のグラフになるから f (x ) = 3 - 2 = -2x + 5 x -1 x -1 (2)曲線 y = f ( x ) が直線 y = k の上側となるような x の範囲を求めればよい. 右図より, k ¹ -2 のとき曲線と直線は交わる. 交点の x 座標は -2x + 5 = k より x -1 -2x + 5 = k( x - 1) x = k + 5 = x 0 とすると, k+2 右図を参照して k > - 2 のとき 1 < x < k + 5 k+2 k = -2 のとき 1 < x k < - 2 のとき x < k + 5 または 1 < x k+2 5 y ( k>-2 ) y=k x0 O y = f (x) x0 x -2 y=k ( k<-2 ) 【問題 3】 関数 f ( x ) = ax - 4 の逆関数が f -1 ( x ) = 3x + c であるとき,実数 a,b,c の値を求めよ. x +b y = ax - 4 x +b -x + 2 …①, ab + 4 ¹ 0 …② ①は②の条件で逆関数をもつ. ①を x について解くと x= -by - 4 y-a x と y を入れかえて y = -bx - 4 x-a よって, 3x + c = -bx - 4 がつねに成り立つ. -x + 2 x -a 分母を払って整理すると (b - 3)x 2 + (3a - 2b - c + 4)x + ac - 8 = 0 x について恒等式であるから b - 3 = 0,3a - 2b - c + 4 = 0,ac - 8 = 0 b = 3 を他の方程式に代入して 3a - c = 2 , ac = 8 これを解いて a = 2 , c = 4 または a = - 4 , c = -6 3 ここで,a = - 4 ,b = 3 は条件②を満足しない. 3 \ a = 2 ,b = 3,c = 4 6
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