3点 A(4, 6), B(3, 3), C(1, 3) を通る円の中心と半径を求める問題です。

幾何学座標平面円の中心半径
2025/6/3

1. 問題の内容

3点 A(4, 6), B(3, 3), C(1, 3) を通る円の中心と半径を求める問題です。

2. 解き方の手順

円の中心を (a, b) とおきます。円上の点 A, B, C は円の中心からの距離が等しいので、以下の式が成り立ちます。
(4a)2+(6b)2=(3a)2+(3b)2(4-a)^2 + (6-b)^2 = (3-a)^2 + (3-b)^2
(4a)2+(6b)2=(1a)2+(3b)2(4-a)^2 + (6-b)^2 = (1-a)^2 + (3-b)^2
上記の式を展開して整理します。
168a+a2+3612b+b2=96a+a2+96b+b216 - 8a + a^2 + 36 - 12b + b^2 = 9 - 6a + a^2 + 9 - 6b + b^2
168a+a2+3612b+b2=12a+a2+96b+b216 - 8a + a^2 + 36 - 12b + b^2 = 1 - 2a + a^2 + 9 - 6b + b^2
整理すると、
528a12b=186a6b52 - 8a - 12b = 18 - 6a - 6b
528a12b=102a6b52 - 8a - 12b = 10 - 2a - 6b
さらに整理すると、
2a+6b=342a + 6b = 34
6a+6b=426a + 6b = 42
上記の連立方程式を解きます。
a+3b=17a + 3b = 17
a=173ba = 17 - 3b
6(173b)+6b=426(17 - 3b) + 6b = 42
10218b+6b=42102 - 18b + 6b = 42
12b=60-12b = -60
b=5b = 5
a=173(5)=1715=2a = 17 - 3(5) = 17 - 15 = 2
円の中心は (2, 5) です。
半径を計算します。中心(2, 5)と点(4, 6)との距離を計算します。
r=(42)2+(65)2=22+12=4+1=5r = \sqrt{(4-2)^2 + (6-5)^2} = \sqrt{2^2 + 1^2} = \sqrt{4 + 1} = \sqrt{5}

3. 最終的な答え

円の中心は (2, 5) であり、半径は 5\sqrt{5} である。

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