領域 $D = \{(x,y) | x^2 + y^2 \le 9, y \ge -x\}$ を図示し、縦線集合、横線集合、またはそれらの和の形で表す。

幾何学領域図示不等式縦線集合横線集合
2025/8/9

1. 問題の内容

領域 D={(x,y)x2+y29,yx}D = \{(x,y) | x^2 + y^2 \le 9, y \ge -x\} を図示し、縦線集合、横線集合、またはそれらの和の形で表す。

2. 解き方の手順

ステップ1: 領域の境界のグラフを描く。
まず、x2+y2=9x^2 + y^2 = 9 のグラフを描く。これは原点を中心とする半径3の円である。次に、y=xy = -x のグラフを描く。これは傾きが-1で原点を通る直線である。
ステップ2: 不等式を満たす領域を特定する。
不等式 x2+y29x^2 + y^2 \le 9 は、円の内側または円周上を表す。
不等式 yxy \ge -x は、直線 y=xy = -x の上側または直線上を表す。
したがって、領域Dは、円 x2+y2=9x^2 + y^2 = 9 の内側で、直線 y=xy = -x の上側にある部分である。
ステップ3: 縦線集合または横線集合として表現する。
領域Dは、縦線集合または横線集合として表現できる。縦線集合として表現する場合、xの範囲を定め、各xに対してyの範囲を定める。横線集合として表現する場合、yの範囲を定め、各yに対してxの範囲を定める。
xx の範囲は 3x3-3 \le x \le 3 である。
yy の範囲は 3y3-3 \le y \le 3 である。
xx を固定した場合、yy の範囲は xy9x2-x \le y \le \sqrt{9 - x^2}となる。
yy を固定した場合、xx の範囲は 9y2xy-\sqrt{9 - y^2} \le x \le -yとなる。
したがって、Dは以下の縦線集合として表される。
D={(x,y)3x3,xy9x2}D = \{(x,y) | -3 \le x \le 3, -x \le y \le \sqrt{9 - x^2}\}
Dは以下の横線集合として表される。
D={(x,y)3y3,9y2xy}D = \{(x,y) | -3 \le y \le 3, -\sqrt{9 - y^2} \le x \le -y\}

3. 最終的な答え

領域Dの図は、原点を中心とする半径3の円の下半分を直線 y=xy = -x で切り取った部分(円周を含む)です。
縦線集合での表現:
D={(x,y)3x3,xy9x2}D = \{(x,y) | -3 \le x \le 3, -x \le y \le \sqrt{9 - x^2}\}
横線集合での表現:
D={(x,y)3y3,9y2xy}D = \{(x,y) | -3 \le y \le 3, -\sqrt{9 - y^2} \le x \le -y\}

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