半径 $r$ の円 $x^2 + y^2 = r^2$ と直線 $3x - 4y - 15 = 0$ が接するとき、$r$ の値を求める問題です。

幾何学直線接する距離半径
2025/6/2

1. 問題の内容

半径 rr の円 x2+y2=r2x^2 + y^2 = r^2 と直線 3x4y15=03x - 4y - 15 = 0 が接するとき、rr の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

円と直線が接するということは、円の中心と直線との距離が半径に等しいということです。
x2+y2=r2x^2 + y^2 = r^2 の中心は原点 (0,0)(0, 0) です。
(x0,y0)(x_0, y_0) と直線 ax+by+c=0ax + by + c = 0 との距離 dd は、次の式で表されます。
d=ax0+by0+ca2+b2d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
この問題では、円の中心が (0,0)(0, 0) で、直線が 3x4y15=03x - 4y - 15 = 0 なので、円の中心と直線との距離は、
d=3(0)4(0)1532+(4)2=159+16=1525=155=3d = \frac{|3(0) - 4(0) - 15|}{\sqrt{3^2 + (-4)^2}} = \frac{|-15|}{\sqrt{9 + 16}} = \frac{15}{\sqrt{25}} = \frac{15}{5} = 3
円と直線が接するとき、円の中心と直線との距離は半径 rr に等しいので、r=dr = d となります。

3. 最終的な答え

r=3r = 3

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