【3】 図のように平面上に点および点をとり,線分をの比に内分する点をとする.ただし,であり線分の長さは常にとする.次の問いに答えよ.
(1) 点の座標および座標をとで表せ.
(2) 点がの範囲で動くとき,点はどのような曲線上を動くか.
(3) (2)で求めた曲線上の点における接線が,直線に一致するとき,との関係を求めよ.
また,この関係を満たしながらがの範囲で動くとき,接点はどのような曲線上を動くか.
(4) (3)で求めた曲線と軸,軸で囲まれた部分の面積を求めよ.
(5) がの範囲を動くとき,線分が通過する領域の面積を求めよ.ただし,点は線分の中点に固定されているものとする.