問題は、定数 $a$ を用いて表される点 $(1, 3)$ と直線 $x - ay = 0$ との距離を求める問題です。

幾何学点と直線の距離数式処理代数
2025/5/5

1. 問題の内容

問題は、定数 aa を用いて表される点 (1,3)(1, 3) と直線 xay=0x - ay = 0 との距離を求める問題です。

2. 解き方の手順

(x0,y0)(x_0, y_0) と直線 ax+by+c=0ax + by + c = 0 の距離 dd は、以下の公式で求められます。
d=ax0+by0+ca2+b2d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
今回の問題では、点 (1,3)(1, 3) と直線 xay=0x - ay = 0 の距離を求めます。
この直線の式は 1x+(a)y+0=01 \cdot x + (-a) \cdot y + 0 = 0 と表せるので、xx の係数は 11, yy の係数は a-a, 定数項は 00 です。
したがって、点 (1,3)(1, 3) と直線 xay=0x - ay = 0 の距離は、
d=11+(a)3+012+(a)2d = \frac{|1 \cdot 1 + (-a) \cdot 3 + 0|}{\sqrt{1^2 + (-a)^2}}
d=13a1+a2d = \frac{|1 - 3a|}{\sqrt{1 + a^2}}
d=3a1a2+1d = \frac{|3a - 1|}{\sqrt{a^2 + 1}}

3. 最終的な答え

3a1a2+1\frac{|3a - 1|}{\sqrt{a^2 + 1}}、選択肢の中では 3番が正解です。

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