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2026年5月29日

互いに垂直な直線の方程式の係数の関係(直線の垂直条件)

直線の垂直条件
 互いに垂直な直線$a_1x+b_1y+c_1=0$と$a_2x+b_2y+c_2=0$について、
\[\large a_1a_2+b_1b_2=0\]
互いに垂直な直線を表す1次関数$y=d_1x+e_1$と$y=d_2x+e_2$について、
\[\large d_1d_2=-1\]
という関係が成り立ちます。

なぜこのようなことがいえるのでしょうか?

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2026年1月2日

平行線と線分の比の性質 ②3本の平行線を横切る2本の直線

3本の平行線と横切る2本の直線
 3本の平行な直線$l, m, n$を横切る2本の直線$j, k$について以下のことが成り立ちます。
直線$j$と直線$l, m, n$それぞれとの交点を$\text{A}, \text{B}, \text{C}$、直線$k$と直線$l, m, n$それぞれとの交点を$\text{D}, \text{E}, \text{F}$とすると
\[\text{AB}:\text{BC}:\text{CA}=\text{DE}:\text{EF}:\text{FD}\]
これが成り立つことを確かめてみます。
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2026年1月1日

平行線と線分の比の性質 ①三角形を横切る1辺に平行な直線

△ABCと半直線AB, ACと交わるBC//PQである直線PQ
 $△\text{ABC}$の辺$\text{BC}$に平行な直線を半直線$\text{AB}, \text{AC}$と交わるように引き、それぞれの半直線との交点を$\text{P}, \text{Q}$とします。
すると、線分の長さについて以下のことが成り立ちます。
性質①:
\[\large\text{AB}:\text{AP}:\text{PB}=\text{AC}:\text{AQ}:\text{QC}\]
性質②:
\[\large\text{AB}:\text{AP}=\text{BC}:\text{PQ}\]
性質①の逆:半直線$\text{AB}$上の点$\text{P}$と半直線$\text{AC}$上の点$\text{Q}$について、
$\text{AP}:\text{PB}=\text{AQ}:\text{QC}$が成り立つならば
\[\large\text{BC}//\text{PQ}\]
これらのことを確かめてみます。
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2025年2月11日

2つの平面が平行であるとは?

平面α, βが平行
2つの平面$α$と$β$が平行であるとは、平面$α$と$β$がどこまで延長しても交わらないことをいいます。
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2025年2月6日

2つの平面が垂直であるとは?

平面αと平面βが垂直
 2つの平面$α$と$β$が垂直であるとは、一方の平面上の交線以外の点から交線へ垂線をおろしたときにその垂線がもう一方の平面に垂直であることです。
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2024年6月21日

直線と平面が平行であるとは?

 直線$l$と平面$α$が平行であるとは、直線$l$と平面$α$がどれだけ延長しても交わらないことをいいます。
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2024年6月19日

直線と平面が垂直であるとは?

直線lが平面αとの交点を通る平面α上のどの直線と垂直に交わっていれば直線lと平面αは垂直
 直線$l$と平面$α$が垂直であるとは、直線$l$と平面$α$が交わっていて、かつその交点を通る平面$α$上の直線がすべて直線$l$と垂直に交わっていることをいいます。
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2023年8月11日

円に内接する四角形の対辺のなす角の二等分線は直交する?

円に内接する四角形と対辺の延長のなす角の二等分線
「どの対辺も平行でない円に内接する四角形$\text{ABCD}$の辺$\text{AB}$と$\text{CD}$をそれぞれ延長したときの交点を$\text{E}$、辺$\text{BC}$と$\text{AD}$をそれぞれ延長したときの交点を$\text{F}$とする。
このとき、$∠\text{AED}$の二等分線と$∠\text{CFD}$の二等分線は直交することを示せ。」
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2023年1月14日

平行線と等間隔の点でつくる格子

 等間隔に引かれた3本の平行線$a, b, c$のうち、直線$a$と$c$上にそれぞれ異なる長さで等間隔に3個ずつ点$\text{A}_1, \text{A}_2, \text{A}_3$と$\text{C}_1, \text{C}_2, \text{C}_3$を打ちます。
$\text{A}_1$と$\text{C}_1$、$\text{A}_2$と$\text{C}_2$、$\text{A}_3$と$\text{C}_3$を直線$d, e, f$で結び、直線$b$との交点をそれぞれ$\text{B}_1, \text{B}_2, \text{B}_3$とすると、以下が成り立ちます。
\begin{align*}\text{A}_n\text{B}_n&=\text{B}_n\text{C}_n\\[0.5em]\text{X}_1\text{X}_2&=\text{X}_2\text{X}_3\\ &\quad(n=1, 2, 3.\ \text{X}=\text{A, B, C}.)\end{align*}

これはなぜなのでしょうか?
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2022年9月11日

もう1つのベクトルに垂直なベクトル成分は?

「2つのベクトル$\vec{a},\vec{b}$について、次のようなベクトル成分をもつとき$\vec{a}$の$\vec{b}$に対して垂直なベクトル成分を求めよ。

(1)$\large\vec{a}=(-5,-7),\vec{b}=(-1,2)$

(2)$\large\vec{a}=(4,-1),\vec{b}=(3,4)$」

このような問題はどのように解けばよいでしょうか?
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2022年4月23日

正四面体の対辺が互いに垂直であることを確かめる

 正四面体の対辺が互いに垂直であることをベクトルを利用して確かめてみます。
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2022年3月9日

ベクトルの平行条件

 2つのベクトルが同じ向きであるか互いに反対向きであるとき、これらのベクトルは平行であるといいます。
$\vec{\text{A}}=(a_1,a_2),\vec{\text{B}}=(b_1,b_2)$の2つのベクトルが平行であるならば
\begin{align*}\vec{\text{A}}&=k\vec{\text{B}}&(k:実数)\tag{a}\\[0.5em]a_1b_2-a_2b_1&=0\tag{b}\end{align*}
が成り立ちます。

ベクトルの実数倍はベクトルの向きは変わらないか逆向きになるので$\text{(a)}$が平行なベクトル間で成り立つことはわかりますが、なぜ平行ならば$\text{(b)}$が成り立つといえるのでしょうか?

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2021年12月25日

2つの1次関数のグラフが直交する条件は?

 1次関数$y=a_1x+b_1$と$y=a_2x+b_2$(ただし、$a_1, a_2\neq0$かつ$a_1\neq a_2$)のグラフが直交するための必要十分条件は
\[\large a_1a_2=-1\]
です。

このことを3通りの方法で導いてみます。

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