3つの直線 $4x + y = -2$, $x - y = 2$, $2x + 3y = 4$ で囲まれた三角形ABCの面積を求める。

幾何学面積三角形座標直線交点
2025/8/8

1. 問題の内容

3つの直線 4x+y=24x + y = -2, xy=2x - y = 2, 2x+3y=42x + 3y = 4 で囲まれた三角形ABCの面積を求める。

2. 解き方の手順

まず、3つの直線の交点A, B, Cの座標を求める。
A: 4x+y=24x + y = -2xy=2x - y = 2 の交点
2つの式を足し合わせると、
5x=05x = 0
x=0x = 0
y=x2=2y = x - 2 = -2
よって、A(0, -2)
B: xy=2x - y = 22x+3y=42x + 3y = 4 の交点
x=y+2x = y + 22x+3y=42x + 3y = 4 に代入すると、
2(y+2)+3y=42(y + 2) + 3y = 4
2y+4+3y=42y + 4 + 3y = 4
5y=05y = 0
y=0y = 0
x=y+2=2x = y + 2 = 2
よって、B(2, 0)
C: 4x+y=24x + y = -22x+3y=42x + 3y = 4 の交点
4x+y=24x + y = -2 より y=4x2y = -4x - 2
2x+3y=42x + 3y = 4 に代入すると、
2x+3(4x2)=42x + 3(-4x - 2) = 4
2x12x6=42x - 12x - 6 = 4
10x=10-10x = 10
x=1x = -1
y=4x2=4(1)2=42=2y = -4x - 2 = -4(-1) - 2 = 4 - 2 = 2
よって、C(-1, 2)
次に、三角形ABCの面積を求める。
三角形の面積は、座標を使って計算することができる。
A(x1,y1x_1, y_1), B(x2,y2x_2, y_2), C(x3,y3x_3, y_3)のとき、三角形の面積Sは、
S=12x1(y2y3)+x2(y3y1)+x3(y1y2)S = \frac{1}{2} |x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)|
A(0, -2), B(2, 0), C(-1, 2)を代入すると、
S=120(02)+2(2(2))+(1)(20)S = \frac{1}{2} |0(0 - 2) + 2(2 - (-2)) + (-1)(-2 - 0)|
S=120+2(4)+(1)(2)S = \frac{1}{2} |0 + 2(4) + (-1)(-2)|
S=120+8+2S = \frac{1}{2} |0 + 8 + 2|
S=1210S = \frac{1}{2} |10|
S=5S = 5

3. 最終的な答え

三角形ABCの面積は5。

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