公式 中学数学では、 に 座標と 座標を代入し、 を計算することにより直線の方程式を求めていたかと思います。 しかし、高校数学ではいちいちそのような計算を行わず、直線の方程式は公式を用いて求めることができるようになります。 直線の方程式は分野によらず広く用いられ、使う機会は非常に多くなりますので、ぜひ使いこなせるようにしておきましょう。 1点を通る直線の方程式 点 を通る傾き の直線の方程式 1点を通る直線の方程式の証明 求める直線式を (1) とおく。 直線 が 点 を通るとき、 (2) が成り立ち、(1)-(2)より、 (3) よって、 が証明されました。 2点を通る直線の方程式 点 を通る直線の方程式 2点を通る直線の方程式の証明 点 を通る直線の方程式は(3)式より、 (4) であり、(4)式の直線が を通るとき、 のとき、 (5) (5)式を(4)式に代入すると、 直線の方程式の説明の終わりに いかがでしたか? 2点を通る直線の方程式では の場合のみを考えましたが、 の場合は 対象とする2点が 軸に平行となるので、直線式は となります。 定数の形の直線式は、今回説明した直線の方程式を使うことはできませんので注意しましょう。 といっても、 定数の形の直線式は中学数学の知識で簡単に求めることができますので、公式を使うまでもありませんね。 直線の方程式は非常に使う機会が多くなりますので、手を動かしながら自然と身につけていきましょう。 【基礎】図形と方程式のまとめ
== 2点を通る直線の方程式 == 【公式】 異なる2点 (x 1, y 1), (x 2, y 2) を通る直線の方程式は (1) x 1 ≠x 2 のとき (2) x 1 =x 2 のとき x=x 1 【解説】 高校の数学の教書では,通常,上の公式が書かれています. しかし,数学に苦手意識を持っている生徒に言わせると「 x や y が上にも下にもたくさん見えて,目が船酔いのように泳いでしまうので困る」らしい. 実際には,与えられた2点の座標は定数なので,少し見やすくするために文字 a, b, c, d で表すと,上の公式は次のようになります. 【公式Ⅱ】 異なる2点 (a, b), (c, d) を通る直線の方程式は (1) a≠c のとき (2) a=c のとき x=a これで x, y が1個ずつになって,直線の方程式らしく見やすくなりましたので,こちらの公式Ⅱの方で解説します. (1つ前に習う公式) 1点 (a, b) を通り,傾き m の直線の方程式は y−b=m(x−a) です. なぜなら: 傾き m の直線の方程式は傾き y=mx+ k と書けますが,この定数項 k の値は,点 (a, b) を通るということから求めることができ b=ma+ k より k =b−ma になります.これを元の方程式に代入すると y=mx+b−ma したがって y−b=m(x−a) …(*1) (公式Ⅱの解説) 2点 (a, b), (c, d) を通る直線の方程式をいきなり考えると,点が2つもあってポイントが絞りきれないので,1点 (a, b) を優先的に考える. すなわち,2つ目の点 (c, d) は傾きを求めるための材料だけに使う. このとき,2点 (a, b), (c, d) を通る直線の傾きは になるから 「2点 (a, b), (c, d) を通る直線」は 「1点 (a, b) を通り傾き の直線」 に等しくなる. (*1)により …(*2) これで公式Ⅱの(1)が証明された. 二点を通る直線の方程式 vba. この公式において,赤の点線で囲んだ部分は「傾き」を表しているというところがポイントです. 【例】 (1) 2点 (1, 3), (6, 9) を通る直線の方程式は すなわち (2) 2点 (−2, 3), (4, −5) を通る直線の方程式は 次に公式の(2)が x 1 =x 2 のとき,なぜ「 x=x 1 」となるのか,「 x=x 2 」ではだめなかのかと考えだしたら分からなくなる場合があります.
5. 平行な2直線間の距離 【例題5】 平行な2直線 間の距離を求めてください. (解答) いずれか一方の直線上の点,例えば直線 上の点 と他方の直線 の間の距離を測ればよい. , だから …(答) 【問題5. 1】 解答を見る 解答を隠す 一方の直線 上の点 と他方の直線 の間の距離を測ればよい. 直線の方程式(2点を通る)の公式を証明！平行や垂直な場合の傾きの求め方も解説！ | 遊ぶ数学. 点Pの座標を とおくと, これはt=1のとき最小値をとる. 最小値は …(答) (別解) 一方の直線 上の点 から他方の直線 に垂線を引けばよい. が と垂直になればよいから このとき 【問題5. 2】 平行な2直線 と 間の距離を求めてください. (別解2) 直線 上の1点P 0 (1, 2, 3)と 直線 上の1点P 1 (3, 5, 2)に対して例題5と同様に, と方向ベクトル の外積を用いて計算すると 直線 上の点P(x, y, z) の間の距離は はt=-1のとき最小値 となる.これが2直線間の距離に等しい. 【問題5. 3】 平行な2直線 と と間の距離を求めてください. 直線 上の1点P 0 (8, −1, 4)と 直線 上の1点P 1 (1, 0, 2)に対して例題5と同様に, と方向ベクトル の外積を用いて計算すると はt=1のとき最小値 となる.これが2直線間の距離に等しい.
基礎知識 ここでは 空間における直線の方程式 について解説します。 空間における直線の方程式は、学習指導要領には含まれていないにも関わらず大学入試問題で必要となることがあります。 教わっていないとしても、すでに教わっている知識のみで空間における直線の方程式を導出することは可能ですので、大学側はそのような人材を求めているということなのでしょう。 初見では面食らってしまって手も足も出ない可能性がありますが、成り立ちさえ知っていれば簡単に対処できるものなので、ぜひ学習しておきましょう。 空間における直線の方程式 空間上の2点 を通る直線の方程式は 空間における直線の方程式の証明 マスマスターの思考回路 空間内の直線 上に点 をとると、媒介変数 を用いて、 ここで、点 点 とし、直線 上の点 の座標を として、上式を成分表示すると、 よって、連立方程式 (1) から媒介変数 を削除した結果が、空間における直線の方程式になります。 ここで、 より、(1)式は となるので、空間における直線の方程式は、 であることが証明されました。 空間における直線の方程式の説明の終わりに いかがでしたか? ベクトルに関する基本的な理解さえあれば、空間における直線の方程式は簡単に導くことができることがおわかりいただけたかと思います。 空間における直線の方程式は指導要領に含まれていないので、 この公式を使用することのないようにしてください。 その場で証明すれば使用して構わないとは思いますが、証明することが必要ならば公式自体はそもそも覚えていなくても問題ありませんね? このことについて、詳しくは下の記事をご覧ください。 数学の公式は丸暗記しちゃダメ!公式は覚えるものではなく「証明」して作るものです 繰り返しになりますがこの公式は覚えずに、 導出方法自体を覚えておく ことにしておきましょう。 【基礎】空間のベクトルのまとめ
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