2点A(2, 3), B(-1, 4)を結ぶ線分(両端を含む)を直線 $y = ax + 1$ が通るような $a$ の値の範囲を求める問題です。

代数学一次関数不等式線分の通過条件
2025/6/28

1. 問題の内容

2点A(2, 3), B(-1, 4)を結ぶ線分(両端を含む)を直線 y=ax+1y = ax + 1 が通るような aa の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、直線 y=ax+1y = ax + 1 が点A(2, 3)を通る時の aa の値を求めます。
x=2x = 2, y=3y = 3y=ax+1y = ax + 1 に代入すると、
3=2a+13 = 2a + 1
2a=22a = 2
a=1a = 1
次に、直線 y=ax+1y = ax + 1 が点B(-1, 4)を通る時の aa の値を求めます。
x=1x = -1, y=4y = 4y=ax+1y = ax + 1 に代入すると、
4=a+14 = -a + 1
a=3a = -3
y=ax+1y = ax + 1 は、 yax1=0y - ax - 1 = 0 と書き換えられます。
点A, Bを結ぶ線分上の点を直線が通る条件は、
(yAaxA1)(yBaxB1)0(y_A - a x_A - 1)(y_B - a x_B - 1) \le 0
が成立することです。
すでに、yAaxA1=32a1=22a=2(1a)y_A - a x_A - 1 = 3 - 2a - 1 = 2 - 2a = 2(1 - a)
および、yBaxB1=4+a1=3+ay_B - a x_B - 1 = 4 + a - 1 = 3 + a
を求めています。
したがって、2(1a)(3+a)02(1-a)(3+a) \le 0となり、
(1a)(3+a)0(1-a)(3+a) \le 0
(a1)(a+3)0(a-1)(a+3) \ge 0
これを解くと、a3a \le -3 または a1a \ge 1 となります。

3. 最終的な答え

a3a \le -3 または a1a \ge 1

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