$t$ の値が変化するとき、2直線 $y = t(x+2)$ と $ty = 2-x$ の交点Pの軌跡を求める問題です。

幾何学軌跡連立方程式代数
2025/7/3

1. 問題の内容

tt の値が変化するとき、2直線 y=t(x+2)y = t(x+2)ty=2xty = 2-x の交点Pの軌跡を求める問題です。

2. 解き方の手順

交点Pの座標を (x,y)(x, y) とします。
まず、与えられた2つの式を連立させて tt を消去することを考えます。
一つ目の式は y=t(x+2)y = t(x+2) であり、二つ目の式は ty=2xty = 2 - x です。
一つ目の式から t=yx+2t = \frac{y}{x+2} が得られます(ただし、x2x \neq -2)。
これを二つ目の式に代入すると、
(yx+2)y=2x(\frac{y}{x+2})y = 2 - x
となります。
これを整理すると、
y2=(2x)(x+2)y^2 = (2-x)(x+2)
y2=4x2y^2 = 4 - x^2
x2+y2=4x^2 + y^2 = 4
となります。
これは円の方程式であり、中心が原点 (0,0)(0,0)、半径が2の円を表します。
ただし、x2x \neq -2 であったことに注意する必要があります。
x=2x = -2 のとき、一つ目の式から y=t(2+2)=0y = t(-2+2) = 0 となり、x=2,y=0x = -2, y = 0 が得られます。
このとき、二つ目の式は t(0)=2(2)t(0) = 2 - (-2) すなわち 0=40 = 4 となり、これは矛盾します。
したがって、x=2x = -2 となる点は軌跡から除外する必要があります。
x2+y2=4x^2 + y^2 = 4 上で x=2x = -2 となる点は (2,0)(-2, 0) のみなので、この点を除外します。

3. 最終的な答え

求める軌跡は、円 x2+y2=4x^2 + y^2 = 4 から点 (2,0)(-2, 0) を除いたものです。

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