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楕円と双曲線

愛知県立高浜高等学校   山崎 博司

1.はじめに

 「アポロニウスの円」で
    2定点までの距離の比(商)が一定である点の軌跡
という定義を少し広げて
    2定円までの接線の長さの比(商)が一定である点の軌跡
とすることを試みた。

 そこで今度は
    楕円 :2定点までの距離の和が一定である点の軌跡
    双曲線:2定点までの距離の差が一定である点の軌跡
について同じことをするとどうなるか、調べてみた。

 たとえば
    2定円までの接線の長さの和が一定である点の軌跡
はどうなるか。

 試みに具体例をひとつ。
2つの円
   
   
に対して、これら2円までの接線の長さの和が 2.1 である点の軌跡
   
を考える。

 「数学C」の教科書にあるように、この式から2度の両辺二乗を経て根号を解消し
   
を得る。これは楕円の方程式であるが、グラフは次の図のようになる。
  (赤色で表示。青色はもとの2円 A,B)

 ここで、C上の点Pから2円にひいた接線の長さの和とQから2円にひいた接線の長さの和は明らかに異なるように見える。

そこで

ということを調べてみた。
 (なお、以下はすべて実数の範囲で考える。)

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