(1)問題概要
円と直線の交点の数を求めたり、交わるときの条件を求める問題。
(2)ポイント
円と直線の位置関係を考えるときは、2通りの考え方があります。
①直線の方程式をy=~~またはx=~~の形にして円の方程式に代入→代入した後の二次方程式の判別式を考える
②中心と直線の距離と半径の関係を考える
この2通りです。
①において、
円の方程式と直線の方程式を連立すると交点の座標が求められます。
つまり、 代入した後にできる二次方程式は、交点の座標を解に持つ方程式 となります。
それゆえ、
D>0⇔方程式の解が2つ⇔交点の座標が2つ⇔交点が2つ
D=0⇔方程式の解が1つ⇔交点の座標が1つ⇔交点が1つ(接する)
D<0⇔方程式の解がない⇔交点の座標がない⇔交点はない(交わらない)
となります。
また、②に関して、
半径をr、中心と半径の距離をdとすると、
d
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. 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. 円と直線の位置関係 指導案. 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,$\boldsymbol{k=\pm 5}$.
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$\fbox{? }$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. 円と直線の位置関係 | 大学受験の王道. 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.
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. 円と直線の位置関係を調べよ. 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. \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. }
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店舗情報 店舗名 六本木ヒルズ店 営業時間 平日 11:00~21:00 土・日・祝 11:00~21:00 休業日: 六本木ヒルズに準ずる ※ 土・日・祝 早朝8時よりご予約可(時間外料金有り) 電話番号 03-5771-3800 住所 〒106-6102 東京都港区六本木6-10-1 六本木ヒルズヒルサイド2F アクセス 各線「六本木」駅よりすぐ *地下鉄日比谷線「六本木」駅 1C出口徒歩0分(コンコースにて直結) *都営地下鉄大江戸線「六本木」駅 3番出口徒歩4分 各線「麻布十番」駅近く *都営地下鉄大江戸線「麻布十番」駅7番出口徒歩5分 *地下鉄南北線「麻布十番」駅 4番出口徒歩8分 六本木ヒルズヒルサイド 2階
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