3つの直線 $2x+5y-3=0$, $3x-2y+1=0$, $x-ay+1=0$ が1点で交わるように定数 $a$ の値を求める問題です。

代数学連立方程式線形代数直線の交点
2025/6/11

1. 問題の内容

3つの直線 2x+5y3=02x+5y-3=0, 3x2y+1=03x-2y+1=0, xay+1=0x-ay+1=0 が1点で交わるように定数 aa の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、最初の2つの直線 2x+5y3=02x+5y-3=03x2y+1=03x-2y+1=0 の交点を求めます。
連立方程式
2x+5y3=02x+5y-3=0
3x2y+1=03x-2y+1=0
を解きます。1つ目の式を3倍、2つ目の式を2倍すると
6x+15y9=06x+15y-9=0
6x4y+2=06x-4y+2=0
となります。上の式から下の式を引くと
19y11=019y - 11 = 0
となり、y=1119y = \frac{11}{19} が得られます。
これを 2x+5y3=02x+5y-3=0 に代入すると
2x+5(1119)3=02x + 5(\frac{11}{19}) - 3 = 0
2x+55195719=02x + \frac{55}{19} - \frac{57}{19} = 0
2x219=02x - \frac{2}{19} = 0
2x=2192x = \frac{2}{19}
x=119x = \frac{1}{19}
したがって、最初の2つの直線の交点は (119,1119)(\frac{1}{19}, \frac{11}{19}) です。
3つの直線が1点で交わるので、この交点は3つ目の直線 xay+1=0x-ay+1=0 上にもあります。
したがって、(119,1119)(\frac{1}{19}, \frac{11}{19})xay+1=0x-ay+1=0 に代入すると
119a(1119)+1=0\frac{1}{19} - a(\frac{11}{19}) + 1 = 0
11911a19+1919=0\frac{1}{19} - \frac{11a}{19} + \frac{19}{19} = 0
111a+19=01 - 11a + 19 = 0
2011a=020 - 11a = 0
11a=2011a = 20
a=2011a = \frac{20}{11}

3. 最終的な答え

a=2011a = \frac{20}{11}

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