2直線 mx-y+5m=0 , x+my-5=0 について。
(1)この2直線はともにmの値にかかわらずある定点を通る事を示し、その定点
の座標を求めよ。
(2)mが任意の値を取って変化するとき、この2直線の交点の軌跡を求めよ。
解き方のアドバイスだけでもいいので教えてください。よろしくお願いします。
★希望★完全解答★
2直線 mx-y+5m=0 , x+my-5=0 について。
(1)この2直線はともにmの値にかかわらずある定点を通る事を示し、その定点
の座標を求めよ。
(2)mが任意の値を取って変化するとき、この2直線の交点の軌跡を求めよ。
解き方のアドバイスだけでもいいので教えてください。よろしくお願いします。
★希望★完全解答★
(1)
直線 mx-y+5m=0 について
m(x+5)-y=0 だから
mの値に関係なくこの式が成り立つためには
x+5=0 かつ y=0
よって定点(-5,0)を通る。
直線 x+my-5=0 について
(-x+5)+my=0 だから
mの値に関係なくこの式が成り立つためには
x=5 かつ y=0
よって定点(5,0)を通る。
(2)
2直線の交点だから、単純に連立方程式
mx-y+5m=0・・・①
x+my-5=0・・・・②
これからmを消去すれば、xとyの関係が求まりますね。
②からm=(-x+5)/y (ただしy≠0のとき)
これを①に代入して
{x(-x+5)/y}-y+{5(-x+5)/y}=0
両辺にyをかけて整理整頓すると
x^2+y^2=25=5^2・・・③
(これは中心が原点、半径5の円ですね)
また y=0 のときは
①より(②でもおなじこと)
m(x+5)=0(②ならx-5=0)
mは任意の値を取るから
x=-5(②からならx=5:円なのでy=0のときxは\(\pm\)5の2つの値を
とることがわかりますね)
点(-5,0)は③上の点である。
以上より 直線①と直線②の交点の軌跡は
中心が原点(0,0)、半径5の円 となります。
(1) mx-y+5m=0 は (5+x)m+(-y)=0 である。
mの値にかかわらず通るということは
どんなmに対しても成り立つ
(x,y) を求めればよい。
m についての恒等式と考えて
5+x=0, (-y)=0 より (x,y)=(-5,0)
同様にして
x+my-5=0 は ym+(x-5)=0 より
y=0 , x-5=0 から (x,y)=(5,0) を必ず通る。
(2) x+my-5=0 は m≠0 ならば
傾きが -\(\frac{1}{m}\) の直線
mx-y+5m=0 は 傾きが m の直線
よって、m≠0 ならば 2直線は常に直交する。
これより、(5,0), (-5,0) を直径とする
円であることが分かる。
ただし、m=0 のとき x+my-5=0 は x=5
また mx-y+5m=0 は y=0 であるから
(5,0) は通るが、(-5,0) は通らない
以上より
答え
原点を中心とする半径 5 の円周
ただし (-5,0) を除く