点A(-3, 1)、点B(1, -1) があり、点P(x, y) からA, B までの距離が等しい ($AP = BP$) という条件と、直線 $y = 2x + 2$ 上に点Pがあるという条件が与えられています。これらの条件から、点Pの座標を求めます。

幾何学座標平面距離垂直二等分線直線
2025/6/22

1. 問題の内容

点A(-3, 1)、点B(1, -1) があり、点P(x, y) からA, B までの距離が等しい (AP=BPAP = BP) という条件と、直線 y=2x+2y = 2x + 2 上に点Pがあるという条件が与えられています。これらの条件から、点Pの座標を求めます。

2. 解き方の手順

まず、AP=BPAP = BP より AP2=BP2AP^2 = BP^2 が成り立ちます。距離の二乗の式を立てると、
(x+3)2+(y1)2=(x1)2+(y+1)2(x+3)^2 + (y-1)^2 = (x-1)^2 + (y+1)^2
となります。この式を展開して整理します。
x2+6x+9+y22y+1=x22x+1+y2+2y+1x^2 + 6x + 9 + y^2 - 2y + 1 = x^2 - 2x + 1 + y^2 + 2y + 1
6x+92y+1=2x+1+2y+16x + 9 - 2y + 1 = -2x + 1 + 2y + 1
8x4y+8=08x - 4y + 8 = 0
2xy+2=02x - y + 2 = 0
次に、点Pが直線 y=2x+2y = 2x + 2 上にあるので、これを上記の式に代入します。
2x(2x+2)+2=02x - (2x + 2) + 2 = 0
2x2x2+2=02x - 2x - 2 + 2 = 0
0=00 = 0
この式は常に成り立つため、点Pは AP=BPAP = BP を満たす直線上にあり、かつ直線 y=2x+2y = 2x + 2 上にあることを意味します。AP=BPAP=BPを満たす点の軌跡は、線分ABの垂直二等分線であり、これは直線2xy+2=02x - y + 2 = 0、つまりy=2x+2y=2x+2となります。
したがって、点Pは線分ABの垂直二等分線であり、直線 y=2x+2y = 2x + 2 上にある任意の点となります。
ただし、問題文には他に条件が書かれていないようなので、これで解答とします。

3. 最終的な答え

点Pは直線 y=2x+2y = 2x + 2 上の任意の点。

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