問題は2種類あります。 1つ目は、与えられた2点を通る直線の方程式をベクトルで表す問題です。 2つ目は、与えられた直線の方程式をベクトルを使って書き直す問題です。

幾何学ベクトル直線ベクトル方程式
2025/7/30

1. 問題の内容

問題は2種類あります。
1つ目は、与えられた2点を通る直線の方程式をベクトルで表す問題です。
2つ目は、与えられた直線の方程式をベクトルを使って書き直す問題です。

2. 解き方の手順

**最初のタイプの問題(2点を通る直線の方程式のベクトル表示)**
一般に、点 A(a)A(\vec{a}) と点 B(b)B(\vec{b}) を通る直線上の点 P(p)P(\vec{p}) は、次のように表すことができます。
p=(1t)a+tb\vec{p} = (1-t)\vec{a} + t\vec{b}tt は実数)

1. (1, 3), (5, 6) の場合:

a=(13)\vec{a} = \begin{pmatrix} 1 \\ 3 \end{pmatrix}, b=(56)\vec{b} = \begin{pmatrix} 5 \\ 6 \end{pmatrix}
p=(1t)(13)+t(56)=(1+4t3+3t)\vec{p} = (1-t)\begin{pmatrix} 1 \\ 3 \end{pmatrix} + t\begin{pmatrix} 5 \\ 6 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 + 4t \\ 3 + 3t \end{pmatrix}

2. (-2, -6), (3, 6) の場合:

a=(26)\vec{a} = \begin{pmatrix} -2 \\ -6 \end{pmatrix}, b=(36)\vec{b} = \begin{pmatrix} 3 \\ 6 \end{pmatrix}
p=(1t)(26)+t(36)=(2+5t6+12t)\vec{p} = (1-t)\begin{pmatrix} -2 \\ -6 \end{pmatrix} + t\begin{pmatrix} 3 \\ 6 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -2 + 5t \\ -6 + 12t \end{pmatrix}
**2番目のタイプの問題(直線の方程式のベクトルによる書き直し)**
直線の方程式 y=ax+by = ax + b は、ベクトル表示では次のようになります。
p=(0b)+t(1a)\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ b \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ a \end{pmatrix}tt は実数)

1. $y = 2x + 1$ の場合:

p=(01)+t(12)\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \end{pmatrix}

2. $y = -3x + 4$ の場合:

p=(04)+t(13)\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ 4 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ -3 \end{pmatrix}

3. $y = -\frac{2}{3}x + \frac{1}{2}$ の場合:

p=(012)+t(123)\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ \frac{1}{2} \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ -\frac{2}{3} \end{pmatrix}

4. $y = \frac{1}{5}x - 2$ の場合:

p=(02)+t(115)\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ -2 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ \frac{1}{5} \end{pmatrix}

3. 最終的な答え

1. (1, 3), (5, 6): $\vec{p} = \begin{pmatrix} 1 + 4t \\ 3 + 3t \end{pmatrix}$

2. (-2, -6), (3, 6): $\vec{p} = \begin{pmatrix} -2 + 5t \\ -6 + 12t \end{pmatrix}$

3. $y = 2x + 1$: $\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \end{pmatrix}$

4. $y = -3x + 4$: $\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ 4 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ -3 \end{pmatrix}$

5. $y = -\frac{2}{3}x + \frac{1}{2}$: $\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ \frac{1}{2} \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ -\frac{2}{3} \end{pmatrix}$

6. $y = \frac{1}{5}x - 2$: $\vec{p} = \begin{pmatrix} 0 \\ -2 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ \frac{1}{5} \end{pmatrix}$

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