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円の方程式を成型します。
x²+y²-4x+2y-4=0
(x-2)²+(y+1)²=3²
∴ この円は 中心(2,-1),半径3。
直線 と 中心(2,-1) との距離をdとすると
直角三角形が2個できるので、三平方の定理により
4 = √(3²-d²) + √(3²-d) = 2√(9-d²) が成り立つ。
2 = √(9-d²) の両辺を2乗して
4 = 9 - d²
d² = 5 となる。
※ ということは、切り取られた線分が4のとき、円の中心と線の距離は √5 であればよい。
dは x+2y+k=0 と (2,-1)との距離なので 距離の公式を使って
d = |2+2*(-1)+k|/√(1²+2²) = |k|/√5
両辺を2乗して
d²=k²/5
d² = k²/5 = 5 より k=5

k=-5でもよさそうです。