点A(4, 3)を通り、ベクトル $\vec{n} = (1, 3)$ に垂直な直線 $l$ の方程式を求める問題です。直線 $l$ 上の点をPとし、$\vec{p}=(x, y)$ とおいたとき、$\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP} =$ と直線 $l$ の方程式を答える。

幾何学ベクトル直線の方程式法線ベクトル内積
2025/7/17

1. 問題の内容

点A(4, 3)を通り、ベクトル n=(1,3)\vec{n} = (1, 3) に垂直な直線 ll の方程式を求める問題です。直線 ll 上の点をPとし、p=(x,y)\vec{p}=(x, y) とおいたとき、nAP=\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP} = と直線 ll の方程式を答える。

2. 解き方の手順

まず、AP\overrightarrow{AP} を求めます。
AP=pa=(x,y)(4,3)=(x4,y3)\overrightarrow{AP} = \vec{p} - \vec{a} = (x, y) - (4, 3) = (x-4, y-3)
次に、nAP\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP} を計算します。
nAP=(1,3)(x4,y3)=1(x4)+3(y3)=x4+3y9=x+3y13\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP} = (1, 3) \cdot (x-4, y-3) = 1(x-4) + 3(y-3) = x-4 + 3y - 9 = x + 3y - 13
n\vec{n} は直線 ll の法線ベクトルであるため、直線 ll 上の任意の点Pに対して、nAP=0\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP} = 0 が成り立ちます。
したがって、
x+3y13=0x + 3y - 13 = 0
これが直線 ll の方程式です。

3. 最終的な答え

nAP=0\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP} = 0
直線 ll の方程式は x+3y13=0x + 3y - 13 = 0

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