中2 円と直線の位置関係（解析幾何Series） 高校生 数学のノート - Clear – 磐田 な な つぼ し
円と直線の交点 円と直線の交点について,グラフの交点の座標と連立方程式の実数解は一致する. 円と直線の共有点の座標 座標平面上に円$C:x^2+y^2=5$があるとき,以下の問いに答えよ. 直線$l_1:x+y=3$と円$C$の共有点があれば,すべて求めよ. 直線$l_2:x+y=4$と円$C$の共有点があれば,すべて求めよ. 中2 円と直線の位置関係（解析幾何series） 高校生 数学のノート - Clear. 直線$l_1$と円$C$の共有点は,連立方程式 \begin{cases} x+y=3\\ x^2+y^2=5 \end{cases} の解に一致する.上の式を$\tag{1}\label{entochokusennokyouyuutennozahyou1}$,下の式を$\tag{2}\label{entochokusennokyouyuutennozahyou2}$とするとき,$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou1}$より$y = 3 – x$であるので, これを$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou2}$に代入すれば \begin{align} &x^2+(3-x)^2=5\\ \Leftrightarrow~&2x^2 -6x+9=5\\ \Leftrightarrow~&x^2 -3x+2=0 \end{align} これを解いて$x=1, ~2$. $\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou1}$より,求める共有点の座標は$\boldsymbol{(2, ~1), ~(1, ~2)}$. ←$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou1}$に代入して$y$を解く.$x=1$のとき$y=2,x=2$のとき$y=1$となる. 直線$l_2$と円$C$の共有点は,連立方程式 x+y=4\\ の解に一致する.上の式を$\tag{3}\label{entochokusennokyouyuutennozahyou3}$,下の式を$\tag{4}\label{entochokusennokyouyuutennozahyou4}$とするとき, $\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou3}$より$y = 4 – x$であるので, これを$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou4}$に代入すれば &x^2+(4-x)^2=5~~\\ \Leftrightarrow~&2x^2 -8x+11=0 \end{align} $\tag{5}\label{entochokusennokyouyuutennozahyou5}$ となる.2次方程式$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou5}$の判別式を$D$とすると \[\dfrac{D}{4}=4^2 -2\cdot 11=-6<0\] であるので,$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou5}$は実数解を持たない.
円と直線の位置関係 判別式
つまり, $l_2$と$C$は共有点を持たない. ←$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou5}$は実数解を持たないことは,連立方程式$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou3}$,$\eqref{entochokusennokyouyuutennozahyou4}$は実数解を持たないことになるため. 座標平面上の円を図形的に考える 図形に置き換えて考えると, 円と直線の関係は「直線と円の中心の距離」で決まる. この視点から考えると,次のように考えることができる. 暗記円と直線の共有点の個数 座標平面上の円$C:x^2+y^2=5$と直線$l:x+y=k$が,共有点を持つような実数$k$の範囲を求めたい. 以下の$\fbox{? 【高校数学Ⅱ】「円と直線の位置関係の分類」(練習編) | 映像授業のTry IT (トライイット). }$に入る式・言葉・値を答えよ. 直線$l$と円$C$の共有点は,連立方程式$\fbox{A}$ の実数解に一致する.つまり,この連立方程式が$\fbox{B}$ような$k$の範囲を求めればよい. 連立方程式$\fbox{A}$から$y$を消去し,$x$の2次方程式$\fbox{C}$を得る. この2次方程式が実数解を持つことから,不等式$\fbox{D}$を得る. これを解いて,求める$k$の範囲は$\fbox{E}$と分かる. 条件「直線$l:x+y=k$が円$C$と共有点を持つ」は 条件「直線$l:x+y=k$と円$C$の中心の距離が,$\fbox{F}$以下である」 と必要十分条件である. 直線$l$と円$C$の中心$(0, ~0)$の距離は $\fbox{G}$であるので不等式$\fbox{H}$を得る. これを解いて,求める$k$の範囲は$\fbox{E}$と分かる.
円と直線の位置関係を調べよ
2zh] 場合分けをせずとも\bm{瞬殺できる型}である. \ 接点の座標は, \ \bm{接線の接点における法線(垂直な直線)が円の中心を通る}ことを利用して求める. 2zh] 2直線y=m_1x+n_1, \ y=m_2x+n_2\, の垂直条件は m_1m_2=-\, 1 \\[. 2zh] よって, \ y=2x\pm2\ruizyoukon5\, と垂直な直線の傾きmは, \ 2\cdot m=-\, 1よりm=-\bunsuu12\, である. 8zh] 原点を通る傾き-\bunsuu12\, の直線はy=-\bunsuu12x\, で, \ これと接線の交点の座標を求めればよい. 接点の座標(重解)は, \ \maru1にk=\pm\, 2\ruizyoukon5\, を代入して解いても求められるが, \ スマートではない. 2zh] 2次方程式\ ax^2+bx+c=0\ の解は x=\bunsuu{-\, b\pm\ruizyoukon{b^2-4ac}}{2a} \\[. 5zh] よって, \ D=b^2-4ac=0\ のとき\bm{重解\ x=-\bunsuu{b}{2a}}\, であり, \ これを利用するのがスマートである. 8zh] \maru1においてa=5, \ b=4kなので重解はx=-\bunsuu25k\, であり, \ これにk=\pm\, 2\ruizyoukon5\, を代入すればよい. 円と直線の位置関係. \bm{そもそも()^2\, の形になるようにkの値を定めたのであるから, \ 瞬時に因数分解できる. }
しよう 図形と方程式 円の方程式, 判別式, 点と直線の距離, 直線の方程式 この記事を書いた人 最新記事 リンス 名前:リンス 職業:塾講師/家庭教師 性別:男 趣味:料理・問題研究 好物:ビール・BBQ Copyright© 高校数学, 2021 All Rights Reserved.
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