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2024年11月18日

通る2点の座標がわかっている直線の方程式

2点を通る直線の方程式
 2点$(p_1,p_2),(q_1,q_2)$を通る直線$l$の方程式は
\[\large y=\frac{q_2-p_2}{q_1-p_1}(x-p_1)+p_2\]
と表すことができます。

なぜこの式で表すことができるのでしょうか?

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通る点の座標と傾きがわかっている直線の方程式

傾きと通る1点の座標がわかっている直線の方程式
 点$(p,q)$を通る傾きが$m$の直線$l$の方程式は
\[\large y=m(x-p)+q\]
と表すことができます。

なぜこの式で表すことができるのでしょうか?

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2024年8月21日

直線上の点をベクトルで表すと

 座標平面上の直線$l:y=ax+b$($a,b:$実数)上の任意の点$\text{P}$を位置ベクトル$\vec{p}$をもちいて表す方法について考えてみます。

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2024年2月23日

同一直線である条件は?

「相異なる3点$O,A,B$とこれらの点を通らない直線$l$を考える。
2点$O,A$を通る直線と直線$l$との交点と2点$O,B$を通る直線と直線$l$との交点が同一の点であるとき、$O,A$を通る直線と$O,B$を通る直線が同一であることを示せ。」

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2024年2月14日

長方形の各頂点と任意の点を結ぶ線分の長さの関係

 長方形の各頂点と任意の点を結ぶ4本の線分の長さにはどのような関係があるでしょうか?

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2024年2月11日

有向線分とベクトルの違いは?

有向線分AB
有向線分とは、線分に向きの要素を加えたものです。
線分$\text{AB}$は点$\text{A}$と点$\text{B}$の間を結ぶ真っ直ぐな線ですが、有向線分$\text{AB}$はさらに点$\text{A}$から点$\text{B}$への向きをもち、点$\text{A}$から点$\text{B}$へ向かう矢印として表します。
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2024年1月23日

内分と外分

 内分と外分はどちらも線分を2つの線分に分割することですが、どのようにして分割するかが異なります。

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2023年10月9日

中点連結定理の逆は成り立つ?

 中点連結定理は三角形のものと台形のものがありますが、それぞれの定理の逆は成り立つでしょうか?

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2023年8月24日

円を3等分する平行線はどこに引く?

円の面積を3等分する直線はどこに引く?
 円に平行な直線を2本引いて円の面積を3等分したいとき、2本の平行な直線はそれぞれどこに引けばよいでしょうか?
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2023年8月6日

三角形の外心と垂心と重心の関係 オイラー線

三角形の外心、垂心、重心の間には以下のような関係があります。
オイラー線
「三角形の外心、垂心、重心は同一直線上に存在する。」
上図のように$△\text{ABC}$の外心$\text{O}$、垂心$\text{H}$、重心$\text{G}$の3点は必ず一直線上に並びます。

これが成り立つことを確かめてみます。

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2023年7月16日

中線定理 なぜ成り立つ?

中線定理
 $△\text{ABC}$の辺$\text{BC}$の中点を$\text{M}$とし、中線$\text{AP}$を引くと
\[\text{AB}^2+\text{AC}^2=2(\text{AM}^2+\text{BM}^2)\]
という関係が成り立ちます。この関係のことを中線定理といいます。

なぜこれが成り立つといえるのでしょうか?

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2023年2月19日

三角形と台形の中点連結定理

三角形の中点連結定理
 中点連結定理とは、上図のように$△\text{ABC}$の2辺$\text{AB, AC}$の中点をそれぞれ$\text{M, N}$とすると
\[\large \text{BC}//\text{MN, BC}=2\text{MN}\]
が成り立つという定理です。

なぜこれが成り立つのでしょうか?確かめてみます。

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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12月21日

x切片とy切片だけがわかっているときの直線の式

x切片がa、y切片がbの直線の方程式は?
 上のグラフのようにx切片が$a$、y切片が$b$とだけわかっている直線の方程式はどのように求めればよいのでしょうか?
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2022年6月22日

2直線の交点と他の一点を通る直線の方程式を求める

「直線$l:2x-3y+6=0,m:2x+y-2=0$の交点と点$(3,7)$を通る直線の方程式を求めよ。」

 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5月24日

2円の交点を通る円・直線の方程式

 2円$x^2+y^2+a_1x+b_1y+c_1=0$と$x^2+y^2+a_2x+b_2y+c_2=0$の交点を通る円・直線の方程式は
\begin{align*}(x^2+y^2+a_1x+b_1y+c_1)+k(x^2+y^2+a_2x+b_2y+c_2)&=0\\ (k=-1:直線、k\neq-1:円)\end{align*}
となります。
なぜこの方程式で表すことができるのでしょうか?
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2022年4月6日

6つの三角関数を単位円上に表すと?

 三角関数の$\sinθ,\cosθ,\tanθ$は単位円上で表すと以下のようになります。
sinθ、cosθ、tanθ
半径1の単位円の円周とx軸と角度$θ$で交わる原点を通る直線$l$との交点のx座標が$\cosθ$、y座標が$\sinθ$、直線$l$と直線$x=1$との交点のy座標が$\tanθ$となります。
では、あと3つの三角関数$\cscθ,\secθ,\cotθ$は単位円上ではどこに現れるのでしょうか?
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2022年3月20日

長さの測れないコンパスで長さの等しい線分を作図するには

数学 作図問題 等距離の点
「$\text{A, B, C}$の3つの点がある。コンパスと定規で$\text{AD}=\text{BC}$となるような点$\text{D}$を作図せよ。ただし、コンパスは針が紙面から離れたとき必ず閉じなければならない。」

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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2021年11月30日

中線と垂直二等分線の違い

中線
図1 中線

 中線とは、三角形の頂点とその対辺の中点を結ぶ線のことです。
辺を2等分するため二等分線ではありますが、三角形の頂点を通ることも条件なので中線は三角形に関係する二等分線であると言えます。


垂直二等分線
図2 垂直二等分線

 垂直二等分線とは、線分を二等分し、かつその線分に対し垂直な線のことです。
垂直+二等分線であるので、垂線と二等分線の両方の性質を持つ線です。
中線と異なり必ずしも三角形の頂点を通る必要はないので、三角形だけでなくあらゆる図形に使うことができます。


二等辺三角形の中線・垂直二等分線
図3 二等辺三角形の中線

 中線であり、かつ垂直二等分線であるのは二等辺三角形の中線です。頂角と底辺の中点を結ぶ中線は垂直二等分線となります。
特に正三角形の場合は、3本すべての中線が垂直二等分線になります。


関連:正三角形の中線が垂直二等分線であることの証明

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