定点を通る直線   関連問題


【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。

直線lの方程式: ・・・�@
について、
(pは定数)とするとき、a,b,cにかかわらず (qは定数)となるとき、つまり、
 ・・・�@'
であるとき、a,b,cの値にかかわらず、直線lは定点を通る。
また、実数
a,b,cが�@'を満たすように変化するとき、�@−�@'より、
は、定点を通る任意の直線を表す。

直線
kの方程式: ・・・�A (この形では、x軸に垂直な直線を表せないことに注意)
について、 (pは定数)とするとき、m,nにかかわらず (qは定数)となるとき、つまり、
 ・・・�A'
であるとき、m,nの値にかかわらず、直線kは定点を通る。
また、実数
m,nが�A'を満たすように変化するとき、�A−�A'より、は、y軸に平行な直線を除く、定点を通る任意の直線を表す。

定点から曲線に接線を引いたり、定点を通る直線が曲線と共有点を有する条件を求める、という問題を考えるときに使う技巧です。


例1.点を通る直線が、原点を通る半径1の円と共有点をもつために満たすべき、直線の傾きmに関する条件を求める。
原点を通る半径1の 円 の方程式は、 ・・・�B
を通り傾きが
mの直線は、
y軸に平行な直線は、�Bと共有点をもちません。変形すると、
この直線が、�Bと共有点をもつための条件は、�Bの中心と直線との距離が1以下であることです。
 (点と直線との距離を参照)
分母を払って2乗すると、

∴ ......[答]

例2.放物線上の点における法線(接点を通って接線に垂直な直線)に関して、この点を通りy軸に平行な直線と対称な直線が、定点を通ることを示す。
のとき、より、接線の傾きはで、法線の傾きはです(直線の平行と垂直を参照)。
放物線上の点における法線は、
 ・・・�C
点を通ってy軸に平行な直線上の点と�Cに関して対称な点をとすると、との中点は、直線�C上の点なので、
 ・・・�D
,を結ぶ直線(におけるの接線と平行)の傾きは
 ・・・�E
�D,�Eより、,
を通る直線は、
 ・・・�F
と表せますが、この直線はも通るので、
 ∴
�Fのkに代入すると、法線�Cに関して、と対称な直線は、
整理して、
この直線はpの値にかかわらず()、定点を通ります。のとき、法線はy軸に一致しますが、y軸のy軸に関して対称な直線はy軸で、これもを通ります。
注.は放物線の焦点です。上記の性質がパラボラ・アンテナの原理です。

例3.定点を通る直線と、定点を通る直線が直交するとき、交点が描く軌跡を求める。
を通る直線は、 ・・・�G
を通って�Gに垂直な直線は、 ・・・�H
�G,�Hの交点は、�Gと�Hをともに満たします。
�G×+�H×により
aを消去すると、
bは任意の実数をとりうるので、


軌跡は、2定点,の中点を中心とし、2定点の距離ののを半径とする円になります。
注.この問題で、を通る直線を,を通ってこれと直交する直線をとおくのはお薦めできません。y軸に平行になる場合を別に検討する必要がでてきて面倒です。


【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。

  数学基礎事項TOP  数学TOP  TOPページに戻る

【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。

各問題の著作権は
出題大学に属します。

©2005-2024
(有)りるらる
苦学楽学塾 随時入会受付中!
理系大学受験ネット塾苦学楽学塾
(ご案内はこちら)ご入会は、
まず、こちらまでメールを
お送りください。