不等式 $x^2 + y^2 - 4x - 2y < 0$ の表す領域を図示する問題です。

幾何学不等式領域図示座標平面
2025/5/15

1. 問題の内容

不等式 x2+y24x2y<0x^2 + y^2 - 4x - 2y < 0 の表す領域を図示する問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた不等式を平方完成します。
x24xx^2 - 4x の部分を平方完成すると (x2)24(x-2)^2 - 4 となります。
y22yy^2 - 2y の部分を平方完成すると (y1)21(y-1)^2 - 1 となります。
したがって、与えられた不等式は次のように変形できます。
x2+y24x2y<0x^2 + y^2 - 4x - 2y < 0
(x2)24+(y1)21<0(x-2)^2 - 4 + (y-1)^2 - 1 < 0
(x2)2+(y1)2<5(x-2)^2 + (y-1)^2 < 5
これは、中心が (2,1)(2, 1) で、半径が 5\sqrt{5} の円の内部を表す領域です。ただし、不等号が << であるため、円周上の点は含みません。したがって、円周は点線で描きます。

3. 最終的な答え

中心 (2,1)(2, 1)、半径 5\sqrt{5} の円の内部(ただし、円周上は含まない)。

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