2つの直線 $2x + y - 3 = 0$ と $3x - y + 2 = 0$ のなす角 $\theta$ を求める問題です。ただし、$0 \leq \theta \leq \frac{\pi}{2}$ とします。

幾何学直線角度傾き三角関数
2025/5/7

1. 問題の内容

2つの直線 2x+y3=02x + y - 3 = 03xy+2=03x - y + 2 = 0 のなす角 θ\theta を求める問題です。ただし、0θπ20 \leq \theta \leq \frac{\pi}{2} とします。

2. 解き方の手順

直線の傾きを求め、それらを用いてなす角を計算します。
ステップ1: 各直線の傾きを求める。
2x+y3=02x + y - 3 = 0yy について解くと、
y=2x+3y = -2x + 3
よって、この直線の傾き m1m_1 は -2 です。
3xy+2=03x - y + 2 = 0yy について解くと、
y=3x+2y = 3x + 2
よって、この直線の傾き m2m_2 は 3 です。
ステップ2: 2直線のなす角の公式を使う。
2つの直線の傾きが m1m_1m2m_2 のとき、2直線のなす角 θ\theta は以下の式で求められます。
tanθ=m2m11+m1m2tan\theta = |\frac{m_2 - m_1}{1 + m_1m_2}|
ステップ3: θ\theta を計算する。
tanθ=3(2)1+(2)(3)tan\theta = |\frac{3 - (-2)}{1 + (-2)(3)}|
tanθ=516tan\theta = |\frac{5}{1 - 6}|
tanθ=55tan\theta = |\frac{5}{-5}|
tanθ=1tan\theta = |-1|
tanθ=1tan\theta = 1
0θπ20 \leq \theta \leq \frac{\pi}{2} の範囲で tanθ=1tan\theta = 1 となる θ\theta は、θ=π4\theta = \frac{\pi}{4} です。

3. 最終的な答え

θ=π4\theta = \frac{\pi}{4}

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