点A(4, -2)を通り、ベクトル $\vec{d}=(2, -1)$ に平行な直線の媒介変数表示を求め、さらに媒介変数 $t$ を消去した式を求める問題です。

幾何学ベクトル直線の媒介変数表示一次方程式座標平面
2025/5/11

1. 問題の内容

点A(4, -2)を通り、ベクトル d=(2,1)\vec{d}=(2, -1) に平行な直線の媒介変数表示を求め、さらに媒介変数 tt を消去した式を求める問題です。

2. 解き方の手順

(1) 媒介変数表示
直線の媒介変数表示は、点Aの位置ベクトル a\vec{a} と方向ベクトル d\vec{d}、媒介変数 tt を用いて、
p=a+td\vec{p} = \vec{a} + t\vec{d}
と表されます。ここで、p\vec{p} は直線上の点の位置ベクトルです。
点A(4, -2) の位置ベクトルは a=(42)\vec{a} = \begin{pmatrix} 4 \\ -2 \end{pmatrix} であり、方向ベクトルは d=(21)\vec{d} = \begin{pmatrix} 2 \\ -1 \end{pmatrix} なので、
(xy)=(42)+t(21)\begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 4 \\ -2 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 2 \\ -1 \end{pmatrix}
これを成分で表すと、
x=4+2tx = 4 + 2t
y=2ty = -2 - t
これが媒介変数表示です。
(2) tt の消去
x=4+2tx = 4 + 2t より 2t=x42t = x - 4, よって t=x42t = \frac{x-4}{2}
これを y=2ty = -2 - t に代入すると、
y=2x42y = -2 - \frac{x-4}{2}
y=212x+2y = -2 - \frac{1}{2}x + 2
y=12xy = -\frac{1}{2}x

3. 最終的な答え

媒介変数表示:
x=4+2tx = 4 + 2t
y=2ty = -2 - t
tt を消去した式:
y=12xy = -\frac{1}{2}x

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