東洋大学
2016年 理工・生命科学・食環境科学 第4問

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xy平面において,点Pが単位円周上のy≧0の部分を動くとき,点Pから単位円周上の3点A(1,0),B(-1,0),C(1/2,\frac{√3}{2})までの距離の和PA+PB+PCをLとする.以下,Lの最大値を求める.点Pの座標を(cosθ,sinθ)とおき,Lをθの式で表すと,L=\sqrt{(cosθ-[ア])^2+sin^2θ}+\sqrt{(cosθ+[イ])^2+sin^2θ}+\sqrt{(cosθ-\frac{1}{[ウ]})^2+(sinθ-\frac{\sqrt{[エ]}}{[オ]})^2}と表される.整理すると,たとえば,点Pが第2象限にあるとき,L=([カ]+\sqrt{[キ]})sin\frac{θ}{[ク]}+cos\frac{θ}{[ケ]}となり,適当な実数αを用いてL=\sqrt{[コ]+[サ]\sqrt{[シ]}}sin(\frac{θ}{[ス]}+α)と表すことができる.よって,Lの最大値は,\sqrt{[セ]}+\sqrt{[ソ]}である.ただし,[セ]>[ソ]とする.
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