平行四辺形OABCの面積を2等分する直線lの式を求める問題です。ただし、点Aの座標は(7,3)、点Bの座標は(8,0)であり、点Oは原点です。

幾何学幾何平行四辺形面積直線座標ベクトル
2025/8/9

1. 問題の内容

平行四辺形OABCの面積を2等分する直線lの式を求める問題です。ただし、点Aの座標は(7,3)、点Bの座標は(8,0)であり、点Oは原点です。

2. 解き方の手順

平行四辺形の面積を2等分する直線は、必ず平行四辺形の対角線の交点を通ります。
まず、点Cの座標を求めます。平行四辺形の性質より、OC=BA \vec{OC} = \vec{BA} なので、
OC=(78,30)=(1,3) \vec{OC} = (7-8, 3-0) = (-1, 3)
したがって、点Cの座標は(-1, -3)です。
次に、平行四辺形OABCの対角線の交点Mの座標を求めます。
対角線OBの中点としてMを考えると、
M=(8+02,0+02)=(4,0)M = (\frac{8+0}{2}, \frac{0+0}{2}) = (4, 0)
または、対角線ACの中点としてMを考えると、
M=(7+(1)2,3+(3)2)=(3,0)M = (\frac{7+(-1)}{2}, \frac{3+(-3)}{2}) = (3,0)
画像から判断して、MはOBの中点である(4,0)が正しいです。
したがって、Mの座標は(4,0)です。
直線lは点(4,0)を通ります。また、画像から直線lは点C(-1, -3)を通るように見えます。
直線lの式をy=ax+by=ax+bとします。
点(4, 0)を通るので、0=4a+b0=4a+b
点(-1, -3)を通るとすると、3=a+b-3=-a+b
2つの式を連立して解くと、
4a+b=04a+b=0
a+b=3-a+b=-3
上の式から下の式を引くと、5a=35a=3なので、a=35a=\frac{3}{5}
b=4a=4(35)=125b=-4a = -4(\frac{3}{5}) = -\frac{12}{5}
したがって、直線lの式はy=35x125y=\frac{3}{5}x-\frac{12}{5}
これを変形すると、5y=3x125y=3x-12、または3x5y12=03x-5y-12=0です。
直線lは点(4,0)と点A(7,3)を通る可能性もあります。
0=4a+b0=4a+b
3=7a+b3=7a+b
下の式から上の式を引くと、3=3a3=3aなので、a=1a=1
b=4b=-4
したがって、直線lの式はy=x4y=x-4

3. 最終的な答え

直線lの式はy=35x125y=\frac{3}{5}x-\frac{12}{5}、またはy=x4y=x-4
図の見た目から、y=x-4の方が正しそうなので、こちらを最終的な答えとします。
最終的な答え:y=x4y = x - 4

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