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数学 高校生

イコールはなぜついてもよいのですか? 角B<90°、角C<90°からa≠c,a≠-cになる理由も知りたいです

基本 例題 87 座標を利用した証明 (2) △ABC の各辺の垂直二等分線は1点で交わることを証明せよ。 指針 p.123 基本例題 74と同じように、計算がらくになる工夫をする。 座標の工夫 ① 座標に0を多く含む [2] 対称に点をとる 基本 74 この例題では,各辺の垂直二等分線の方程式を利用するから、各辺の中点の座標に分 数が現れないように, A (2a,26),B(-2c, 0), C(2c, 0) と設定する。 なお、本間は三角形の外心の存在の座標を利用した証明にあたる。 点と直線の 解答 ∠Aを最大角としても一般性を失 わない。 このとき,∠B <90° ∠C <90° である。 y A(2a, 2b) 開菜 注意 間違った座標設定 例えば, A(0, b),B(c, 0), C(-c, 0) では,△ABC ただし 直線BC をx軸に,辺BCの垂直 二等分線をy軸にとり,△ABC の頂点の座標を次のようにおく。 (A(2a, 2b), B(-2c, 0), C(2c, 0) a≥0, b>0, c>0 NX は二等辺三角形で, 特別な M K C -2c OL 2cx 三角形しか表さない 座標を設定するときは, 一般性を失わないように しなければならない。 傾きは であるから,mo- =-1より <90°, ∠C <90° から, a≠c, aキーcである。 更に,辺BC, CA, ABの中点をそれぞれL, M, N とす 2 ると,L(0,0), M(a+c, b), N(a-c, b) と表される。 辺ABの垂直二等分線の傾きを とすると, 直線 AB の b atc b 証明に直線の方程式を使 用するから,(分母)=0 とならないように,この 条件を記している。 &(S) 0-2b -2c-2a b atc です a+c 点を m=- 交 28- よって,辺AB の垂直二等分線の方程式は 平行 の y-b=-- atc(x-a+c) 点N (a-c, b)を通り, 傾き - a+c の直線。 b すなわち atc a2+b2-c2 y=- -x+- b ①の交点である 辺 ACの垂直二等分線の方程式は,①でcの代わりに b -c とおいて a²+b²-c² a-c x+ b y=-b 2直線①②の交点をKとすると, ①②の切片はと もに a²+b²-c² であるから K(0, a² + b²-c²) b 点Kは, y 軸すなわち辺BC の垂直二等分線上にあるから, ◆辺ACの垂直二等分線 b a-c AC に垂直で, 点 M(a+c, b) を通るから ①でcの代わりに とおくと,その方程式 得られる。 は,傾き の直線 ② △ABCの各辺の垂直二等分線は1点で交わる。

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数学 高校生

この別解の途中式が知りたいです。 何度しても答えと違う式が出てきてしまって😿😿

172 重要 例題 1082円の共通接線 00000 C:x2+y2=4と円Cz:(x-5)'+y2=1の共通接線の方程式を求めよ。 指針 1つの直線が2つの円に接するとき,この直線を2円の 共通接線という。 共通接線の本数は2円の位置関係によって変わるが,この 問題のように、2円が互いに外部にあるときは,共通内接線 と共通外接線 がそれぞれ2本の計4本がある。 本 共通内線 また、共通接線を求めるときは, 共通外接線 と考えて進めた方がらくなことが多い。 C上の点(x1,y) における接線 xix+yiy=4円 C2 にも接する yA 上の接点の座標を (x1, y1) とすると 2+y^2=4 ...... 解答 に対する 接線の方程式は xx+yiy=4 ...... ② 2 C1 C2 直線 ②が円 C2に接するための条件は,円C2の 中心 (5,0) 直 ②の距離が,円 C2 の半径1 -2 O 2 4 16 -2 に等しいことであるから |5x1−4| =1 ① を代入して整理すると |5x1-4|=2 よって 5x1 -4 = ±2 6 したがって x1 = 2 5 5 6 x=1のとき,①から 64 y₁= ゆえに 25 y=±- 8-5 x₁= 2 のとき,①から 96 y₁= 25 よって = ゆえに、②から求める接線の方程式は 5 6 5 注意 直線 3x±4y=10 は共通内接線(上の図のA, B), 直線x±2√6y=10は共 接線 (上の図のCD) である。 別解] 共通接線の方程式をy=mx+n とすると,これが円 C, C2に接する条 11/8/2/22=4, 1/242/8y=4 すなわち 3x±4y=10,x±2√6y=1 4√6 5x1 0-8-S In それぞれ 15m+nl =2, したがって √m²+(-1)² =1 √m²+(-1)² ||=2ym²+1, 15m+nl=√m²+1 ー中心と直線の距離 よって ||=2|5m+n| ゆえに n=-10m 1 3n=-10 このようにして,一方の文字を消去し, 連立方程式を解く。 た asks [練習 円 Ci:x2+y2=9とC2:x2+(y-2)=4の共通接線の方程式を求めよ。 ③ 108

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数学 高校生

(3)についてです。やっていることはわかるのですが、なぜそこから最後に「ゆえに〜」で答えになるのかが分かりませんでした。教えていただきたいです。

190 解答編 50 2012年度 文系〔1〕・理系〔1〕 座標平面上に2点A (1, 0), B(1, 0) と直線があり, Aとの距離とBとの 距離の和が1であるという。 以下の問に答えよ。 (1) Zy軸と平行でないことを示せ。 (2)が線分AB と交わるときの傾きを求めよ。 (3)が線分AB と交わらないとき,と原点との距離を求めよ。 Level C 2/m =1 21ml=√m²+1 m2+1 両辺0以上なので平方して 1 4m²=m²+1 m² = 3 1 m = ± √3 (2) (3) 直線をy=mx+nとおき, 点と直線の距離の公式を用いて, A. Bからの距離 ポイント (1) 直線をx=kとおき, A, Bからの距離の和を場合に分けて計算する。 の和を求める。 線分AB と交わる, 交わらないという条件から, 絶対値を1つにまとめ ることができる。 図形的に求めると 〔解法2] のようになる。 解法 1 ゆえに、1の傾きは (3)(2)と同様に dA+dB=- |m+n|+|-m+n| √m²+1 直線が線分AB と交わらないことから f(1)f(-1)>0 20-TO (m+n)(-m+n)>0 したがって、m+nとm+nは同符号なので |m+n|+|-m+n|=|(m+n)+(-m+n) | = 2|n | 2|n| よって d₁+dB=- √m2+1 (1) Aとの距離, Bとの距離をそれぞれda, dB とおく。 の方程式をx=k (kは実数) とすると d+dB=1より =2 (-1≤k<1) よって dA+dB= √m2+1 d+dB=1より dx+ds=|k-1|+|k-(-1)|=|k-1|+|k+1| -2k (k<-1) 2k (k≧1) いずれの場合もd + dB≧2 であるので, d+dB= 1 となることはない。 すなわち、y軸と平行でない。 (2)1の方程式を y=mx+n (m,nは実数) とおくと,mx-y+n=0より |m+n||-m+n| |m+n|+|-m+n| dд+dB= + == √m2+1 √m²+1 /m²+1 ここで, f(x) =mx+nとおくと, 直線が線分AB と交わることから (m+n)(-m+n) ≤0 f(1)f(-1)≦0 (m+n)(m-n)≧0 したがって, m+nとm-nは同符号または一方が0なので |m+n|+|-m+n|=|m+n|+|m-n|=|(m+n)+(m-n) | =2|m| 2|m| (2) A,Bからに下ろした垂線の足をそれぞれP, Q とすると,条件より AP +BQ = 1 Bを通りと平行な直線を / 直線APとの交点 をRとすれば, △ABR について AB=2, AR = AP+PR = AP +BQ= 1, ∠ARB=90° したがって ∠ABR=30° ゆえに、この傾き、すなわちの傾きは ・・・() 2|n n 1 =1 √m²+1 √m²+1 2 │n│ ゆえに,Iと原点との距離は 1 ......(答) √m²+1 2 解法 2 (証明終) B 54 図形と方程式 191 R A

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