ここで行き詰まった? AI で解決しよう
Geometry · real student question

x² + 8x = -4y - 8 を標準形に直し、放物線の頂点、焦点、対称軸、準線を求めよ。

Question

次の式

x2+8x=−4y−8x^2 + 8x = -4y - 8

を標準形に直し、頂点、焦点、対称軸、準線を求めよ。

Step-by-step solution

  1. どちらの変数で平方完成するかを決める。 2乗されているのは xx だけなので、これは (x−h)2=4p(y−k)(x-h)^2 = 4p(y-k) の形をもつ縦型の放物線である。xx の項を片側に集め、もう一方の側に yy を1次のまま残すのは、まさにこの形が要求していることである。

  2. xx について平方完成する。 係数 88 の半分は 44 で 42=164^2 = 16 なので、両辺に 1616 を足して等式を保つ:

    x2+8x+16=−4y−8+16x^2 + 8x + 16 = -4y - 8 + 16

    (x+4)2=−4y+8(x+4)^2 = -4y + 8

  3. 右辺を因数分解して 4p4p と kk を露わにする。 −4-4 をくくり出すと標準形になる:

    (x+4)2=−4(y−2)(x+4)^2 = -4(y-2)

    (x−h)2=4p(y−k)(x-h)^2 = 4p(y-k) と比べると h=−4h=-4、k=2k=2、4p=−44p=-4 なので p=−1p=-1 である。pp が負であることは、放物線が下に開くことを意味する。

  4. 頂点と対称軸を読み取る。 頂点は (h,k)=(−4, 2)(h,k) = (-4,\,2) で、対称軸はそこを通る鉛直な直線 x=−4x=-4 である。曲線上のどの点も、この直線に関して対称に写る。

  5. pp を使って焦点と準線を求める。 焦点は頂点から ∣p∣|p| だけ曲線の内側にあり、準線は同じ距離だけ外側にある:

    焦点=(h, k+p)=(−4, 1),準線:y=k−p=3\text{焦点} = (h,\ k+p) = (-4,\ 1), \qquad \text{準線:} y = k - p = 3

  6. 放物線の定義で検算する。 曲線上の任意の点は、焦点と準線から等距離になければならない。x=0x=0 を取ると y=−2y=-2 で、焦点 (−4,1)(-4,1) までの距離は 42+32=5\sqrt{4^2+3^2}=5、直線 y=3y=3 までの距離は ∣−2−3∣=5|-2-3| = 5 である。両者は一致し、焦点と準線が正しいことが確認できる。

Answer

(x+4)2=−4(y−2); 頂点 (−4,2), 焦点 (−4,1), 対称軸 x=−4, 準線 y=3(x+4)^2 = -4(y-2); \ \text{頂点 } (-4,2), \ \text{焦点 } (-4,1), \ \text{対称軸 } x=-4, \ \text{準線 } y=3

Need to solve a different problem like this? Open the solver →