与えられた方程式 $3x^2 + 3y^2 - 6x + 12y + 5 = 0$ が円の方程式であることを示し、円の中心と半径を求める問題です。

幾何学円の方程式平方完成
2025/6/24

1. 問題の内容

与えられた方程式 3x2+3y26x+12y+5=03x^2 + 3y^2 - 6x + 12y + 5 = 0 が円の方程式であることを示し、円の中心と半径を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた方程式を平方完成の形に変形します。

1. 方程式の全ての項を 3 で割ります。

x2+y22x+4y+53=0x^2 + y^2 - 2x + 4y + \frac{5}{3} = 0

2. $x$ の項と $y$ の項をそれぞれ平方完成します。

(x22x)+(y2+4y)+53=0(x^2 - 2x) + (y^2 + 4y) + \frac{5}{3} = 0
(x22x+1)1+(y2+4y+4)4+53=0(x^2 - 2x + 1) - 1 + (y^2 + 4y + 4) - 4 + \frac{5}{3} = 0
(x1)2+(y+2)214+53=0(x-1)^2 + (y+2)^2 - 1 - 4 + \frac{5}{3} = 0

3. 定数項をまとめます。

(x1)2+(y+2)2=553(x-1)^2 + (y+2)^2 = 5 - \frac{5}{3}
(x1)2+(y+2)2=15353(x-1)^2 + (y+2)^2 = \frac{15}{3} - \frac{5}{3}
(x1)2+(y+2)2=103(x-1)^2 + (y+2)^2 = \frac{10}{3}

4. これは、中心 $(1, -2)$、半径 $r = \sqrt{\frac{10}{3}}$ の円の方程式です。

3. 最終的な答え

中心:(1,2)(1, -2)
半径:103\sqrt{\frac{10}{3}}

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