点と直線の距離を求める問題です。 (1) 点 $(1, -1)$ と直線 $4x - 3y + 1 = 0$ の距離を求めます。 (2) 原点 $(0, 0)$ と直線 $y = 2x - 10$ の距離を求めます。

幾何学点と直線の距離幾何
2025/7/10

1. 問題の内容

点と直線の距離を求める問題です。
(1) 点 (1,1)(1, -1) と直線 4x3y+1=04x - 3y + 1 = 0 の距離を求めます。
(2) 原点 (0,0)(0, 0) と直線 y=2x10y = 2x - 10 の距離を求めます。

2. 解き方の手順

(x0,y0)(x_0, y_0) と直線 ax+by+c=0ax + by + c = 0 の距離 dd は、次の公式で求められます。
d=ax0+by0+ca2+b2d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
(1) 点 (1,1)(1, -1) と直線 4x3y+1=04x - 3y + 1 = 0 の場合:
x0=1x_0 = 1, y0=1y_0 = -1, a=4a = 4, b=3b = -3, c=1c = 1 を公式に代入します。
d=4(1)3(1)+142+(3)2=4+3+116+9=825=85d = \frac{|4(1) - 3(-1) + 1|}{\sqrt{4^2 + (-3)^2}} = \frac{|4 + 3 + 1|}{\sqrt{16 + 9}} = \frac{|8|}{\sqrt{25}} = \frac{8}{5}
(2) 原点 (0,0)(0, 0) と直線 y=2x10y = 2x - 10 の場合:
まず、直線の式を ax+by+c=0ax + by + c = 0 の形に変形します。
y=2x10y = 2x - 102xy10=02x - y - 10 = 0 となります。
よって、a=2a = 2, b=1b = -1, c=10c = -10, x0=0x_0 = 0, y0=0y_0 = 0 を公式に代入します。
d=2(0)1(0)1022+(1)2=104+1=105=1055=25d = \frac{|2(0) - 1(0) - 10|}{\sqrt{2^2 + (-1)^2}} = \frac{|-10|}{\sqrt{4 + 1}} = \frac{10}{\sqrt{5}} = \frac{10\sqrt{5}}{5} = 2\sqrt{5}

3. 最終的な答え

(1) 点 (1,1)(1, -1) と直線 4x3y+1=04x - 3y + 1 = 0 の距離は 85\frac{8}{5} です。
(2) 原点 (0,0)(0, 0) と直線 y=2x10y = 2x - 10 の距離は 252\sqrt{5} です。

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