xy平面上に点A(0, 1)がある。点Pが直線 $y = 2x - 1$ 上を動くとき、線分APを1:2に内分する点の軌跡を求めよ。

幾何学軌跡内分点線分座標平面
2025/6/21

1. 問題の内容

xy平面上に点A(0, 1)がある。点Pが直線 y=2x1y = 2x - 1 上を動くとき、線分APを1:2に内分する点の軌跡を求めよ。

2. 解き方の手順

内分点の座標を(X, Y)とし、点Pの座標を(x, y)とする。
点A(0, 1)と点P(x, y)を結ぶ線分APを1:2に内分する点の座標は、内分点の公式より、
X=20+1x1+2=x3X = \frac{2 \cdot 0 + 1 \cdot x}{1 + 2} = \frac{x}{3}
Y=21+1y1+2=y+23Y = \frac{2 \cdot 1 + 1 \cdot y}{1 + 2} = \frac{y + 2}{3}
これより、
x=3Xx = 3X
y=3Y2y = 3Y - 2
点P(x, y)は直線 y=2x1y = 2x - 1 上にあるので、この式に上記のxとyの値を代入する。
3Y2=2(3X)13Y - 2 = 2(3X) - 1
3Y2=6X13Y - 2 = 6X - 1
3Y=6X+13Y = 6X + 1
Y=2X+13Y = 2X + \frac{1}{3}

3. 最終的な答え

求める軌跡は、直線 y=2x+13y = 2x + \frac{1}{3} である。

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