直線のベクトル方程式の成分表示 ベクトル方程式を成分表示で考えると、慣れ親しんだ方程式の形にすることができましたね。 そこで $$\overrightarrow{p}=\begin{pmatrix}x\\ y\\ \end{pmatrix}, \overrightarrow{a}=\begin{pmatrix}a_x\\a_y\\ \end{pmatrix}, \overrightarrow{b}=\begin{pmatrix}b_x\\ b_y\\ \end{pmatrix}$$ として、先ほどのベクトル方程式の成分表示を考えてみましょう。 を成分表示してみると、 $$\begin{pmatrix}x\\y\\ \end{pmatrix}=(1-s)\begin{pmatrix}a_x\\a_y\\ \end{pmatrix}+s\begin{pmatrix}b_x\\b_y\\ \end{pmatrix}$$ となるので、連立方程式 $$\left\{ \begin{array}{l} x=(1-s)a_x+sb_x \\ y=(1-s)a_y+sb_y \end{array} \right. $$ が成り立ちます。 ここで、上の\(x\)の式を\(s\)について変形すると、 $$s=\frac{x-a_x}{b_x-a_x}$$ となります。 \(y\)の式を整理してみると、 \begin{align} y &= (1-s)a_y+sb_y\\\ &= \left(b_y-a_y\right)s+a_y\\\ \end{align} となるので、これに先程の\(s\)の式を代入してみると、 $$y=\left(b_y-a_y\right)\cdot\frac{x-a_x}{b_x-a_x}+a_y$$ 最後に\(a_y\)を移項して整理してあげると、 $$y-a_y=\frac{b_y-a_y}{b_x-a_x}\cdot\left(x-a_x\right)$$ となり、直線\(y=\frac{b_y-a_y}{b_x-a_x}x\)が横に\(a_x\)、縦に\(a_y\)だけ平行移動した直線の式が得られます。 楓 この直線は2点\(A, B\)を通る直線を表しているね!
直線の方程式の基本的な求め方 この記事では、一番基本となってくるパターンをもとに問題を解いていきます。 それは、 「通る1点と傾きが与えられた場合」 です! 先ほどの問題で言う(2)ですね。 ではまず一般的に見ていきましょう。 例題. 点 $(x_1, y_1)$ を通り、傾きが $m$ の直線の方程式を求めよ。 途中まで中学数学と同じ方法で解いていきます。 傾き $m$ の直線は、$$y=mx+b ……①$$と表すことができる。 ①が点 $(x_1, y_1)$ を通るので、$$y_1=mx_1+b ……②$$ ここで、 ①-②をすることで $b$ を消去することができる! ( ここがポイント!) よって、①-②より、$$y-y_1=m(x-x_1)$$ 解答の途中でオレンジ色ののアンダーラインを引いたところの発想が、高校数学ならではですよね^^ 今得られた結果をまとめます。 (直線の方程式の公式) 点 $(x_1, y_1)$ を通り、傾きが $m$ の直線の方程式は、$$y-y_1=m(x-x_1)$$ ではこの公式を用いて、さきほどの問題を解いてみましょう。 (2) 傾きが $3$で、点 $(1, 2)$ を通る 【別解】 公式より、$$y-2=3(x-1)$$よって、$$y=3x-1$$ 非常にスマートに求めることができました♪ スポンサーリンク 直線の方程式(2点を通る)の求め方 では次は、最初の問題でいう(3)のパターンですが… 公式を覚える必要は全くありません!! 通る2点が与えられた直線の方程式 | 数学II | フリー教材開発コミュニティ FTEXT. どういうことなんでしょう… 問題を解きながら見ていきます。 (3) 2点 $(2, -1)$、$(3, 0)$ を通る 直線の方程式の公式より、$$y-0=\frac{0-(-1)}{3-2}(x-3)$$ よって、$$y=x-3$$ いかがでしょうか。 傾きの部分に分数が出てきましたね。 ここの意味が分かれば、先ほどの公式を使うだけで求めることができますね。 それには傾きについての理解が必須です。 図をご覧ください。 「傾きとは変化の割合」 であり、$$変化の割合=\frac{ y の増加量}{ x の増加量}$$でした。 つまり、 通る $2$ 点が与えられていれば、傾きは簡単に求めることができる、 というわけです! 傾きを求めることができたら、通る $1$ 点を選び、直線の方程式の公式に代入してあげましょう。 直線の方程式(平行や垂直)の求め方 それでは最後に、「平行や垂直」という条件はどのように扱えばいいのか、見て終わりにしましょう。 問題.
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
5と計算できました。 引き続き、切片も求めていきます。通過する点の片方(-1, 2)を活用すると、 y + 2 = -1. 5(x+1)⇄ y = -1. 5x – 3. 5 がこの2点を通過する直線の方程式となるのです。 計算がややこしいので、正確に2点を通る線分(直線)の方程式の計算方法を理解していきましょう。
1 ShowMeHow 回答日時: 2019/11/26 20:17 直線の式は y = ax+b です。 このxとyに(-2, 2)(4, 8) を入れれば、二つの式ができ、連立方程式となります。 2=-2a+b... ① 8=4a+b... ② ②-①で 6=6a a=1 これを②に代入すると 8=4+b b=4 となり、 y=x+4 という答えが出ます。 答えがあっているか、x、yを入れて検算します。 2=-2+4 ok 8=4+4 ok お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて! gooで質問しましょう!
== 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. 二点を通る直線の方程式 行列. (*1)により …(*2) これで公式Ⅱの(1)が証明された. 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.
こんにちは、ウチダショウマです。 今日は、中学生でも習う 「直線の方程式」 について、 数学Ⅱの図形と方程式ではどんな知識を得られるのか 、スッキリ解説しようと思います。 主に、2点を通る場合の公式の証明や、平行・垂直な場合の傾きの求め方を解説していきますが、 ポイントは 「いかに速く求められるか」 です! 目次 【復習】直線の方程式(1次関数) まず、「直線の方程式」などという少し難しい表現をしていますが、ようは $ 1$ 次関数 です!! つまり、がっつり中学数学の範囲ってことですね。 なのでさっそくですが、復習がてら問題を解いてみましょう! 二点を通る直線の方程式 空間. 問題. 次の直線の方程式を求めよ。 (1) 傾きが $2$で、$y$ 切片が $1$ (2) 傾きが $3$で、点 $(1, 2)$ を通る (3) 2点 $(2, -1)$、$(3, 0)$ を通る まずは中学校で習う方法でいいので、正確に解いてみましょう♪ では解答です! 【解答】 直線の方程式を $y=ax+b$ とおく。 (1) 条件より、$a=2, b=1$ なので、$$y=2x+1$$ (2) 条件より、$a=3$であるから、$$y=3x+b$$ 点 $(1, 2)$ を通るので、$x=1, y=2$ を代入して、$$2=3+b$$よって、$b=-1$ なので、$$y=3x-1$$ (3) 2点 $(2, -1)$、$(3, 0)$ を通るので、代入して、$$\left\{ \begin{array}{ll} -1&=2a+b \\ 0&=3a+b \end{array} \right. $$ 連立方程式を解くと、$a=1, b=-3$ より、$$y=x-3$$ (終了) たしかに、中学数学の知識でも求めることは可能です。 可能ですが… 時間がかかる!!!めんどくさい!!! こう感じた経験はありませんか? 数学において一番重要なのは、言わずもがな正確性です。 ウチダ ですが、 次に重要となってくるのが 「スピード」 です。 よって、効率良くできるところは突き詰めていきましょう。 具体的にどこがめんどくさいかというと… $y=ax+b$ と $a, b$ を用いてわざわざ表さなくてはならない 通る $2$ 点が与えられたとき、連立方程式を解かなくてはならない この $2$ つだと思いますので、次の章では これらの悩みを実際に解決していきたいと思います!
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