3つの直線 $x - 2y + 4 = 0$, $2x + y + 3 = 0$, $mx - y + 3 = 0$ が三角形を作らないような定数 $m$ の値を求める問題です。

代数学直線方程式幾何学連立方程式平行交点
2025/6/27

1. 問題の内容

3つの直線 x2y+4=0x - 2y + 4 = 0, 2x+y+3=02x + y + 3 = 0, mxy+3=0mx - y + 3 = 0 が三角形を作らないような定数 mm の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

3つの直線が三角形を作らないのは、以下のいずれかの場合です。
(1) 3つの直線が1点で交わる。
(2) 3つの直線のうち、少なくとも2つが平行である。
まず、x2y+4=0x - 2y + 4 = 02x+y+3=02x + y + 3 = 0 の交点を求めます。
x2y+4=0x - 2y + 4 = 0 より、x=2y4x = 2y - 4
これを 2x+y+3=02x + y + 3 = 0 に代入すると、
2(2y4)+y+3=02(2y - 4) + y + 3 = 0
4y8+y+3=04y - 8 + y + 3 = 0
5y5=05y - 5 = 0
y=1y = 1
x=2(1)4=2x = 2(1) - 4 = -2
したがって、交点は (2,1)(-2, 1) です。
(1) 3つの直線が1点で交わる場合、直線 mxy+3=0mx - y + 3 = 0 も点 (2,1)(-2, 1) を通ります。
m(2)1+3=0m(-2) - 1 + 3 = 0
2m+2=0-2m + 2 = 0
2m=22m = 2
m=1m = 1
(2) 3つの直線のうち、少なくとも2つが平行である場合を考えます。
直線 x2y+4=0x - 2y + 4 = 0 の傾きは 1/21/2 です。
直線 2x+y+3=02x + y + 3 = 0 の傾きは 2-2 です。
直線 mxy+3=0mx - y + 3 = 0 の傾きは mm です。
(a) x2y+4=0x - 2y + 4 = 0mxy+3=0mx - y + 3 = 0 が平行な場合、
m=1/2m = 1/2
(b) 2x+y+3=02x + y + 3 = 0mxy+3=0mx - y + 3 = 0 が平行な場合、
m=2m = -2
したがって、m=1,1/2,2m = 1, 1/2, -2 が答えの候補です。

3. 最終的な答え

m=1,12,2m = 1, \frac{1}{2}, -2

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