mの値が変化するとき、次の2直線の交点Pを求めよ。
mx-y+5m=0, x+my-5=0
どうかお願いします。
★希望★完全解答★
mの値が変化するとき、次の2直線の交点Pを求めよ。
mx-y+5m=0, x+my-5=0
どうかお願いします。
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( 答案 )
mx-y+5m=0 … [1]、x+my-5=0 … 「2」
の交点の座標を P(X,Y) とすると、
mX-Y+5m=0 … [3]、X+mY-5=0 … 「4」
(1) [4] から m=(-X+5)/Y ( Y≠0 のとき )
[3] に代入して整理すると、 X^2+Y^2=5^2 … [5]
(2) Y=0 のとき mX+5m=0 かつ x-5=0
これは m=0 で保証され、 Y=0 のとき、
すなわち 点(5,0) は [5] に含まれる。
(3) 一方、 [1] は y 軸を表さない。また、 [2] は x 軸を表さない。
したがって、
[5]から点Pは4点(5,0),(0,5),(-5,0),(0,-5) を除く、
円: x^2+y^2=5^2 … [6]
上に在ることが必要である。
(4) 逆に、 「 (3) にいう 円[6] 上に在る或る点 Q(X’,Y’)
が 2 直線の交点ではない 」 と仮定してその対偶をとると、 「 2 直線の交点で
あれば、任意の点 Q(X’,Y’) は (3) にいう 円[6] 上にはない 」
となり、これは矛盾である。
ゆえに、 (3) にいう 円[6] 上の任意の点はすべて 2 直線の交点である。
(5) 上 (1)~(4) から (3) にいう 4 点を除いた 円[6]
が求める軌跡である。