円 と 直線 の 位置 関係
高校数学Ⅱ 図形と方程式(円) 2020. 10. 04 検索用コード 円$x^2+y^2=4$と直線$y=2x+k$の位置関係を調べよ. \\[. 2zh] \hspace{. 5zw}また, \ 接するときの接点の座標を求めよ. \\ 円と直線の位置関係}}}} \\\\[. 5zh] 円と直線の位置関係の判別には, \ 以下の2つの方法がある. 円の中心と直線間の距離$\bm{d}$}}と\textbf{\textcolor{forestgreen}{円の半径$\bm{r}$}}の\textbf{\textcolor{red}{大小関係}}を調べる. \\ \phantom{ $[1]$}\ \ このとき, \ \textbf{\textcolor{purple}{点と直線の距離の公式}}を利用する. \\[1zh] $[2]$\ \ \textbf{\textcolor{cyan}{円の方程式と直線の方程式を連立}}し, \ \textbf{\textcolor{red}{判別式で実数解の個数}}を調べる. \{異なる2点で交わる}} & \bm{\textcolor{red}{1点で接する}} & \bm{\textcolor{red}{共有点なし}} (実数解2個) & \bm{\textcolor{red}{D=0}}\ (実数解1個) & \\ (実数解0個) \\ \hline 原点中心半径1の円と点Aを通る傾き(3, -1)の直線との交点をP, Q%原点中心半径1の円とORの交点をF, Gと直線$2x-y+k=0$の距離を$d$とすると $y=2x\pm2\ruizyoukon5$と垂直で, \ 円の中心(原点)を通る直線の方程式は \textcolor{red}{2直線$y=-\bunsuu12x$, \ $y=2x\pm2\ruizyoukon5$の交点}を求めて 多くの場合, \ [1]の方針でいく方が簡潔に済む. 円と直線の位置関係 mの範囲. 2zh] 特に, \ \bm{接点の座標を求める必要がない場合には[1]が圧倒的に優位}である. \\[1zh] 点(x_1, \ y_1)と直線ax+by+c=0の距離 \bunsuu{\zettaiti{ax_1+by_1+c}}{\ruizyoukon{a^2+b^2}} \\\\ 結局, \ \bm{絶対値つき方程式・不等式}の問題に帰着する.
円と直線の位置関係 判別式
吹き出し座標平面上の円を図形的に考える 上の例題は,$A,B$の座標を求めて$AB$の長さを$k$で表し, それが$2$になることから解くこともできるが, 計算が大変である. この例題のように,交点が複雑な形になる場合は, 問題を図形的に考えると計算が簡単に済む.
円と直線の位置関係 Rの値
一緒に解いてみよう これでわかる! 練習の解説授業 円と直線の共有点の個数を求める問題です。 今回の問題は、円の中心がわかりやすい式になっていますね。 判別式を利用することもできますが、以下のポイントを使ってみましょう。 POINT (x-2) 2 +(y+1) 2 =5より、 中心(2, -1)と半径r=√5とわかります。 直線の式を「~=0」の形に整理すると、x-2y+1=0となりますね! 円の中心と直線との距離を求め、半径√5との大小関係より、位置関係を求めましょう。 答え
円と直線の位置関係を調べよ
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. 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. 円と直線の位置関係を調べよ. 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 Mの範囲
判別式を用いる方法 前節の方法は,円と直線の場合に限った方法でしたが,今度はより一般に,$2$ 次曲線 (円,楕円,放物線,双曲線) と直線の位置関係を調べる際に使える方法を紹介します.こちらの方がやや高級な考え方です. たとえば,円 $x^2+y^2=5$ と直線 $y=x+1$ の共有点の座標を考えてみましょう. 共有点の座標は,連立方程式 \begin{eqnarray} \left\{ \begin{array}{l} x^2 + y^2 = 5 \cdots ①\\ y=x+1 \cdots ② \end{array} \right. \end{eqnarray} の解です.$②$ を $①$ に代入すると, $$x^2+x-2=0$$ これを解くと,$x=1, -2$ です. $②$ より,$x=1$ のとき,$y=2$,$x=-2$ のとき,$y=-1$ したがって,共有点の座標は $(1, 2), (-2, -1)$ つまり,円と直線の位置関係は,直線の式を円の式に代入して得られた $2$ 次方程式の解の個数と直接関係しています. 一般に,円 $(x-p)^2+(y-q)^2=r^2$ と,直線 $y=mx+n$ について,直線の式を円の式に代入して $y$ を消去すると,$2$ 次方程式 $$ax^2+bx+c=0$$ が得られます.この方程式の判別式を $D$ とすると,次が成り立ちます. 円と直線の位置関係2: $$\large D>0 \Leftrightarrow \mbox{円と直線は}\ \color{red}{\mbox{異なる2点で交わる}}$$ $$\large D=0 \Leftrightarrow \mbox{円と直線は}\ \color{red}{\mbox{1点で接する}}$$ $$\large D>0 \Leftrightarrow \mbox{円と直線は}\ \color{red}{\mbox{共有点をもたない}}$$ 問 円 $x^2+y^2=3$ と直線 $y=x+2$ の位置関係を調べよ. 【高校数学Ⅱ】円と直線の位置関係 | 受験の月. $x^2+y^2=3$ に $y=x+2$ を代入すると, $$2x^2+4x+1=0$$ 判別式を $D$ とすると,$\frac{D}{4}=4-2=2>0$. したがって,円と直線は $2$ 点で交わる. $(x-2)^2+(y-1)^2=5$ に $x+2y+1=0$ すなわち,$x=-2y-1$ を代入すると, $$y^2+2y+1=0$$ 判別式を $D$ とすると,$\frac{D}{4}=1-1=0$.
円と直線の共有点の個数 2個 円と直線の位置関係 連立方程式の判別式$D$ $D \gt 0$ $(p, q)$と直線の距離$d$ $d \gt r $ 円と直線の共有点の個数 1個 円と直線の位置関係 連立方程式の判別式$D$ $D = 0$ $(p, q)$と直線の距離$d$ $d = r $ 円と直線の共有点の個数 0個 円と直線の位置関係 連立方程式の判別式$D$ $D \lt 0$ $(p, q)$と直線の距離$d$ $ d \lt r$ 吹き出し座標平面上の円を図形的に考える これは暗記するようなものではない. 必ず簡単なグラフを描いて考えよう. 円が切り取る線分の長さ 無題 円$C:x^2+y^2=6$と直線$l:x+2y=k$が2点$A,B$で交わり,$AB = 2$であるとき, $k$の値を求めたい. 以下の$\fbox{? }$に入る式・言葉・値を答えよ. 円と直線の位置関係 rの値. 図のように,円の中心を$O$とし,$O$から直線$x+2y=k$へ下ろした垂線の足を$H$とおく. このとき,$\text{OA}=\fbox{A}, ~\text{AH}=\fbox{B}$であるので,三平方の定理より,$ \text{OH}=\fbox{C}$. ところで,$OH$の長さは,点$O$と直線$\fbox{D}$の距離に一致するので, 点と直線の距離より \[\text{OH}=\fbox{E}\] よって,方程式$\fbox{E}=\fbox{C}(=\text{OH}) $を解けば,$ k=\fbox{F}$と求められる. $\fbox{A}:\boldsymbol{\sqrt{6}}$ $\fbox{B}:\dfrac{1}{2}\text{AB}=\boldsymbol{1}$ $\fbox{C}:\sqrt{(\sqrt{6})^2 -1^2}=\boldsymbol{\sqrt{5}}$ $\fbox{D}:$(直線)$\boldsymbol{x+2y=k}$ $\fbox{E}:\boldsymbol{\dfrac{|0 +2\cdot 0 -k|}{\sqrt{1^2+2^2}}}=\boldsymbol{\dfrac{|k|}{\sqrt{5}}}$ ←直線$x + 2y − k = 0$と点$(0, ~0)$の距離を 点と直線の距離 で計算 $\fbox{F}:\dfrac{|k|}{\sqrt{5}}=\sqrt{5} ~~~\Leftrightarrow ~~|k|=5$, つまり,$\boldsymbol{k=\pm 5}$.