質問<722>
「「直線の応用」」
日付 2001/12/7
質問者 ゆうき


①2直線x+2y=3,ax+5y=7の交点を通る直線が
2点(1,0)、(0,1)を通るとき、aの値を求めよ。

②点(-1,3)を通り、互いに直交する2本の直線があって、
それらは原点からの距離が等しいという。
この2本の直線の方程式を求めよ。

お返事(武田)
日付 2001/12/20
回答者 武田


問1

{x+2y=3
{ax+5y=7
連立して、
(2a-5)y=3a-7
\(y=\frac{3a-7}{2a-5}\)
NAMO_EQN__ 160 1 y=\frac{3a-7}{2a-5}
したがって、
\(x+2\cdot \frac{3a-7}{2a-5}=3\)
NAMO_EQN__ 160 1 x+2\cdot \frac{3a-7}{2a-5}=3
\(x=\frac{1}{5-2a}\)
NAMO_EQN__ 160 1 x=\frac{1}{5-2a}
2直線の交点の座標は、
\(P(\frac{1}{5-2a},\frac{3a-7}{2a-5})\)
NAMO_EQN__ 160 1 P(\frac{1}{5-2a},\frac{3a-7}{2a-5})
2点(1,0)、(0,1)を通る直線は、x+y=1より、代入して、
\(\frac{1}{5-2a}+\frac{3a-7}{2a-5}=1\)
NAMO_EQN__ 160 1 \frac{1}{5-2a}+\frac{3a-7}{2a-5}=1
∴a=3………(答)
問2
原点Oから、問題の2直線L、Mに垂直な直線を下ろした足をP、Qとする。
Lの傾きをaとすると、y-3=a(x+1)より、
y-ax-(a+3)=0
原点からの距離は、公式より、
\(OP=\frac{\vert -(a+3)\vert }{\sqrt{1+a^{2}}}\)
NAMO_EQN__ 160 1 OP=\frac{\vert -(a+3)\vert }{\sqrt{1+a^{2}}}
同様にして、
Mの傾きをbとすると、
\(OQ=\frac{\vert -(b+3)\vert }{\sqrt{1+b^{2}}}\)
NAMO_EQN__ 160 1 OQ=\frac{\vert -(b+3)\vert }{\sqrt{1+b^{2}}}
OP=OQより、
\(\frac{\vert -(a+3)\vert }{\sqrt{1+a^{2}}}=\frac{\vert -(b+3)\vert }{\sqrt{1+b^{2}}}\)
NAMO_EQN__ 160 1 \frac{\vert -(a+3)\vert }{\sqrt{1+a^{2}}}=\frac{\vert -(b+3)\vert }{\sqrt{1+b^{2}}}
直線LとMは垂直だから、a×b=-1
上の計算をすると、
\(\frac{12}{a}+\frac{8}{a^{2}}-8a^{2}+12a=0\)
NAMO_EQN__ 160 1 \frac{12}{a}+\frac{8}{a^{2}}-8a^{2}+12a=0
\(4(a+\frac{1}{a})(3-2a+\frac{2}{a})=0\)
NAMO_EQN__ 160 1 4(a+\frac{1}{a})(3-2a+\frac{2}{a})=0
\(a+\frac{1}{a}\neq 0\)
NAMO_EQN__ 160 1 a+\frac{1}{a}\neq 0
より、
\(3-2a+\frac{2}{a}=0\)
NAMO_EQN__ 160 1 3-2a+\frac{2}{a}=0
\(2a^{2}-3a-2=0\)
NAMO_EQN__ 160 1 2a^{2}-3a-2=0
(2a+1)(a-2)=0
\(a=-\frac{1}{2},2\)
NAMO_EQN__ 160 1 a=-\frac{1}{2},2
したがって、
2直線L、Mの方程式は、
{y=2x+5

\(y=-\frac{1}{2}x+\frac{5}{2}\)
NAMO_EQN__ 160 1 y=-\frac{1}{2}x+\frac{5}{2}
………(答)