2024年10月28日

高校数学「図形と方程式」中心がx軸上にあり、2点(3,5),(−3,7)を通る円の方程式

高校数学「図形と方程式」中心がx軸上にあり、2点(3,5),(−3,7)を通る円の方程式

◆問題

中心がx軸上にあり、2点(3,5),(−3,7)を通る円の方程式を求めよ。


円の方程式に関する少し難しい問題です。
中心に関する情報があるので、(x−a)2+(y−b)2=r2を使います。


↓解答解説はお知らせの下に↓

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◆解答解説

中心がx軸上にあり、2点(3,5),(−3,7)を通る円の方程式を求めよ。

中心がx軸上にあるということは、中心のy座標はゼロですね。
だから中心の座標を(a,0)と置いてみます。

これを円の方程式に代入すると、

(x−a)2+y2=r2

このような式が得られます。
これに通る点の座標を代入すれば、文字x,yが消えて、aとrについての方程式になります。
座標は2ヶ所与えられているので、式を2つ作ることができて、連立すれば解ける。という方針です!
やってみましょう!

(3,5)を代入すると、
(3−a)2+52=r2
9−6a+a2+25=r2
2−6a+34=r2

(−3,7)を代入すると、
(−3−a)2+72=r2
9+6a+a2+49=r2
2+6a+58=r2

これら2つの式はとも右辺がr2だから、左辺同士をイコールで結ぶことができます。

2+6a+58=a2−6a+34

あとはこの方程式を解きます。

6a+6a=34−58
  12a=−24
    a=−2

2−6a+34=r2にa=−2を代入して、

2=(−2)2−6×(−2)+34
 =4+12+34
 =50
よって、r=√50=5√2

求める方程式は、

(x+2)2+y2=50


◆関連項目
円の方程式の基本
図形と方程式まとめ


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ラベル:数学
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