別解の別解を考える

高3生のN君、学校で使っている「スタンダードIIIAB受験編」問題集(数研出版)を勉強中です。その基本問題68は、

斜線部の四角形の面積を最大にする問題(↓)でした。

【基本問題】

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数研の【解答】は
△OAPと△OBPに分割して、それぞれをtの式に表し、その和の最大値を平方完成して求める方針です。

【解答】

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また、【別解】として
△OABと△ABPに分割。△OAB=25なので、△ABPの面積を線分ABを底辺とみて、高さの最大を求める方針で解いています。

 【別解】

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この【別解】は高さd の最大値を求めるのに、「点と直線の距離の公式」を用い、さらに平方完成して最大値をとるtの値を求めています。


しかし、このグラフの場合、高さd が最大になるのは点Pでの接線が線分ABと平行になるときなので(下図の緑色の2本の線が平行)、微分を使えばほとんど暗算でt=\frac{5}{2}が求まりますね。

 

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そこで、【別解の別解】を作ってみました。

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 < 高さが最大 → 底辺に平行なとき>は、ときどき使いますね。