与えられた点と直線の間の距離を求める問題です。3つの異なる点と直線に対して、それぞれ距離を計算します。

幾何学点と直線の距離幾何学座標平面
2025/7/14

1. 問題の内容

与えられた点と直線の間の距離を求める問題です。3つの異なる点と直線に対して、それぞれ距離を計算します。

2. 解き方の手順

(x0,y0)(x_0, y_0) と直線 ax+by+c=0ax + by + c = 0 の間の距離 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 (2,3)(2, -3) と直線 2x+y3=02x + y - 3 = 0 の場合:
x0=2x_0 = 2, y0=3y_0 = -3, a=2a = 2, b=1b = 1, c=3c = -3 を公式に代入します。
d=2(2)+1(3)322+12=4334+1=25=25=255d = \frac{|2(2) + 1(-3) - 3|}{\sqrt{2^2 + 1^2}} = \frac{|4 - 3 - 3|}{\sqrt{4 + 1}} = \frac{|-2|}{\sqrt{5}} = \frac{2}{\sqrt{5}} = \frac{2\sqrt{5}}{5}
(2) 原点 (0,0)(0, 0) と直線 3x2y+9=03x - 2y + 9 = 0 の場合:
x0=0x_0 = 0, y0=0y_0 = 0, a=3a = 3, b=2b = -2, c=9c = 9 を公式に代入します。
d=3(0)2(0)+932+(2)2=99+4=913=91313d = \frac{|3(0) - 2(0) + 9|}{\sqrt{3^2 + (-2)^2}} = \frac{|9|}{\sqrt{9 + 4}} = \frac{9}{\sqrt{13}} = \frac{9\sqrt{13}}{13}
(3) 点 (1,5)(-1, 5) と直線 y=3x2y = 3x - 2 の場合:
まず直線の式を 3xy2=03x - y - 2 = 0 の形に変形します。
x0=1x_0 = -1, y0=5y_0 = 5, a=3a = 3, b=1b = -1, c=2c = -2 を公式に代入します。
d=3(1)1(5)232+(1)2=3529+1=1010=1010=10d = \frac{|3(-1) - 1(5) - 2|}{\sqrt{3^2 + (-1)^2}} = \frac{|-3 - 5 - 2|}{\sqrt{9 + 1}} = \frac{|-10|}{\sqrt{10}} = \frac{10}{\sqrt{10}} = \sqrt{10}

3. 最終的な答え

(1) 255\frac{2\sqrt{5}}{5}
(2) 91313\frac{9\sqrt{13}}{13}
(3) 10\sqrt{10}

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