原点$(0, 0)$と直線$2x - 3y + 6 = 0$との距離を求める。

幾何学距離直線の方程式三角形の面積座標平面
2025/6/7
はい、承知いたしました。画像にある数学の問題を解いていきます。
**問題28 (1)**

1. 問題の内容

原点(0,0)(0, 0)と直線2x3y+6=02x - 3y + 6 = 0との距離を求める。

2. 解き方の手順

(x0,y0)(x_0, y_0)と直線ax+by+c=0ax + by + c = 0との距離ddは、次の公式で求められます。
d=ax0+by0+ca2+b2d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
この問題では、点(x0,y0)=(0,0)(x_0, y_0) = (0, 0)、直線2x3y+6=02x - 3y + 6 = 0なので、a=2a = 2, b=3b = -3, c=6c = 6です。
したがって、距離dd
d=2(0)3(0)+622+(3)2=64+9=613d = \frac{|2(0) - 3(0) + 6|}{\sqrt{2^2 + (-3)^2}} = \frac{|6|}{\sqrt{4 + 9}} = \frac{6}{\sqrt{13}}
分母を有理化すると、
d=61313d = \frac{6\sqrt{13}}{13}

3. 最終的な答え

61313\frac{6\sqrt{13}}{13}
**問題28 (2)**

1. 問題の内容

(2,5)(-2, 5)と直線y=4x+1y = -4x + 1との距離を求める。

2. 解き方の手順

まず、直線の方程式をax+by+c=0ax + by + c = 0の形に変形します。
y=4x+1y = -4x + 1を整理すると、4x+y1=04x + y - 1 = 0となります。
したがって、a=4a = 4, b=1b = 1, c=1c = -1となります。
(x0,y0)=(2,5)(x_0, y_0) = (-2, 5)と直線4x+y1=04x + y - 1 = 0との距離ddは、公式
d=ax0+by0+ca2+b2d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
を用いて、
d=4(2)+1(5)142+12=8+5116+1=417=417d = \frac{|4(-2) + 1(5) - 1|}{\sqrt{4^2 + 1^2}} = \frac{|-8 + 5 - 1|}{\sqrt{16 + 1}} = \frac{|-4|}{\sqrt{17}} = \frac{4}{\sqrt{17}}
分母を有理化すると、
d=41717d = \frac{4\sqrt{17}}{17}

3. 最終的な答え

41717\frac{4\sqrt{17}}{17}
**問題29 (1)**

1. 問題の内容

2点A(1,2)(-1, 2)、B(5,1)(5, -1)を通る直線の方程式を求める。

2. 解き方の手順

直線の傾きmmは、2点(x1,y1)(x_1, y_1)(x2,y2)(x_2, y_2)を通る場合、
m=y2y1x2x1m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}
で求められる。
A(1,2)(-1, 2)、B(5,1)(5, -1)を通るので、m=125(1)=36=12m = \frac{-1 - 2}{5 - (-1)} = \frac{-3}{6} = -\frac{1}{2}
直線の方程式は、yy1=m(xx1)y - y_1 = m(x - x_1)で表せるので、点A(1,2)(-1, 2)と傾きm=12m = -\frac{1}{2}を用いると、
y2=12(x(1))y - 2 = -\frac{1}{2}(x - (-1))
y2=12x12y - 2 = -\frac{1}{2}x - \frac{1}{2}
y=12x+32y = -\frac{1}{2}x + \frac{3}{2}
両辺を2倍して整理すると、
2y=x+32y = -x + 3
x+2y3=0x + 2y - 3 = 0

3. 最終的な答え

x+2y3=0x + 2y - 3 = 0
**問題29 (2)**

1. 問題の内容

点C(6,1)(6, 1)と直線AB(x+2y3=0x + 2y - 3 = 0)の距離を求める。

2. 解き方の手順

(x0,y0)(x_0, y_0)と直線ax+by+c=0ax + by + c = 0との距離ddは、次の公式で求められます。
d=ax0+by0+ca2+b2d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
この問題では、点(x0,y0)=(6,1)(x_0, y_0) = (6, 1)、直線x+2y3=0x + 2y - 3 = 0なので、a=1a = 1, b=2b = 2, c=3c = -3です。
したがって、距離dd
d=1(6)+2(1)312+22=6+231+4=55=5d = \frac{|1(6) + 2(1) - 3|}{\sqrt{1^2 + 2^2}} = \frac{|6 + 2 - 3|}{\sqrt{1 + 4}} = \frac{5}{\sqrt{5}} = \sqrt{5}

3. 最終的な答え

5\sqrt{5}
**問題29 (3)**

1. 問題の内容

三角形ABCの面積を求める。

2. 解き方の手順

三角形の面積は、12×底辺×高さ\frac{1}{2} \times \text{底辺} \times \text{高さ}で求められます。
ここでは、ABを底辺、CからABへの距離を高さとして計算します。
まず、ABの長さを求めます。A(1,2)(-1, 2)、B(5,1)(5, -1)なので、ABの長さは
(5(1))2+(12)2=62+(3)2=36+9=45=35\sqrt{(5 - (-1))^2 + (-1 - 2)^2} = \sqrt{6^2 + (-3)^2} = \sqrt{36 + 9} = \sqrt{45} = 3\sqrt{5}
CからABへの距離は、問題29 (2)で求めた5\sqrt{5}です。
したがって、三角形ABCの面積は
12×35×5=12×3×5=152\frac{1}{2} \times 3\sqrt{5} \times \sqrt{5} = \frac{1}{2} \times 3 \times 5 = \frac{15}{2}

3. 最終的な答え

152\frac{15}{2}

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