円 \(C : \ x^2 +y^2 = 1\) 上の点Pにおける接線を \(l\) とする. 点 \(( 1 , 0 )\) を通り, \(l\) と平行な直線を \(m\) とする. 直線 \(m\) と円 \(C\) の \(( 1 , 0 )\) 以外の共有点をP'とする. ただし, \(m\) が直線 \(x = 1\) のときはP'を \(( 1 , 0 )\) とする.
円 \(C\) 上の点 \(( s , t )\) から点P' \(( s' , t' )\) を得る上記の操作をTと呼ぶ.
- (1) \(s' , t'\) をそれぞれ \(s\) と \(t\) の多項式として表せ.
- (2) 点Pに操作Tを \(n\) 回繰り返して得られる点を \(\text{P} _ n\) とおく. Pが \(\left( \dfrac{\sqrt{3}}{2} , \dfrac{1}{2} \right)\) のとき, \(\text{P} _ 1 , \text{P} _ 2 , \text{P} _ 3\) を図示せよ.
- (3) 正の整数 \(n\) について, \(\text{P} _ n = \text{P}\) となるような点Pの個数を求めよ.
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