円の中心が直線 $y = 2x + 1$ 上にあり、$x$軸に接し、点 $(-2, 3)$ を通る円の半径を求める問題です。

幾何学座標方程式
2025/6/3

1. 問題の内容

円の中心が直線 y=2x+1y = 2x + 1 上にあり、xx軸に接し、点 (2,3)(-2, 3) を通る円の半径を求める問題です。

2. 解き方の手順

円の中心を (a,b)(a, b) とします。中心は直線 y=2x+1y = 2x + 1 上にあるので、b=2a+1b = 2a + 1 が成り立ちます。
また、円が xx軸に接するので、半径は b|b| となります。よって、円の方程式は
(xa)2+(yb)2=b2(x - a)^2 + (y - b)^2 = b^2
と表せます。円は点 (2,3)(-2, 3) を通るので、これを代入すると
(2a)2+(3b)2=b2(-2 - a)^2 + (3 - b)^2 = b^2
が成り立ちます。b=2a+1b = 2a + 1 を代入して aa を求めます。
(2a)2+(3(2a+1))2=(2a+1)2(-2 - a)^2 + (3 - (2a + 1))^2 = (2a + 1)^2
(a+2)2+(22a)2=(2a+1)2(a + 2)^2 + (2 - 2a)^2 = (2a + 1)^2
a2+4a+4+4a28a+4=4a2+4a+1a^2 + 4a + 4 + 4a^2 - 8a + 4 = 4a^2 + 4a + 1
a28a+7=0a^2 - 8a + 7 = 0
(a1)(a7)=0(a - 1)(a - 7) = 0
よって、a=1a = 1 または a=7a = 7 となります。
a=1a = 1 のとき、b=2(1)+1=3b = 2(1) + 1 = 3 となり、半径は b=3|b| = 3 です。
a=7a = 7 のとき、b=2(7)+1=15b = 2(7) + 1 = 15 となり、半径は b=15|b| = 15 です。

3. 最終的な答え

3, 15

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