ア mx-mp+q イ -8m(pm-q) ウ 4{(pm-q)2-1}
エ -2pq オ q2-1 カ -1 キ y2-5
【解説】
まず、点P(p,q)(p≠±2)は楕円Cの外部にあるので、
p2+4q2>4 ・・・・①
Lは、傾きmで、点(p,q)を通るので、
y-q=m(x-p) ⇔ y=mx-mp+q .
この式とCの式を連立させると、
x2+4(mx-mp+q)2=4
⇔ (1+4m2)x2-8m(pm-q)x+4{(pm-q)2-1}=0
・・・・②
mとCが接するとき、②の判別式=0になればよいので、
D/4=16m2(pm-q)2-4(1+4m2){(pm-q)2-1}=0
⇔ (p2-4)m2-2pqm+q2-1=0 ・・・・③
③の判別式を考えると、
D/4=(pq)2-(p2-4)(q2-1)
=p2+4q2-4>0 (∵ ①より)
となるので、③は異なる2つの実数解(m1、m2とする)をもつ。
解と係数の関係より、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf m_1\ m_2=\frac{q^2-1}{p^2-4}\end{align*}}$ .
2接線が直交するとき、傾きの積が-1に等しいので、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf m_1\ m_2=\frac{q^2-1}{p^2-4}=-1\end{align*}}$ ・・・・④
④を変形すると、
p2+y2-5=0
となり、これは点P(p,q)が、曲線
x2+y2-5=0
上にあることを表す。
穴埋めなので、③が異なる2解をもつことをわざわざ示す必要は
ありませんが・・・・