図形と方程式(点と直線)の解法パターン(問題と答え)

☆問題のみはこちら→図形と方程式(点と直線)の解法パターン(問題)

①2点間の距離の公式は、何から導かれたものか?

→三平方の定理

②辺の長さの平方を含む等式を証明するときは?

→座標軸を設定してみる。

③座標軸の設定のポイント3つ

→ⅰ)図形の1辺がx軸上にくるようにする

ⅱ)原点は、与えられている点にするか、三角形の1辺の中点または内分する点にする

ⅲ)特殊な図形とならないようにy軸の位置には注意する(y軸上に与えらえている点を置いていいのか考える)

④三角形の重心が絡む問題で座標軸を設定するときは、どこを原点にするか?

→三角形の1辺の中点

⑤内分点が絡む問題で座標軸を設定するときは、どこを原点にするか?

→内分点を原点にする。

⑥重心の定義は?

→中線(各頂点から対辺の中点に引いた線)の交点

⑦平行四辺形を作る問題で注意しないといけないことは?

→「四角形ABCD」ではなく「4点ABCDが」と問題に書かれていたら、「四角形ABCD」「四角形ADBC」「四角形ABDC」の3つの四角形が考えられること。

⑧点対称な点の座標を求める問題の解法の流れ

→ⅰ)求める点の座標を文字で置く

ⅱ)「点Aに関してPとQが対称なとき、Aは線分PQの中点となる」ことを利用して方程式を作る

⑨直線の方程式を求めるときに必要な情報2つ

→ⅰ)直線の傾き、ⅱ)直線が通る1点

⑩直線の傾きの求め方

→yの増加量/xの増加量

⑪(x₁,y₁)を通る場合、x軸に平行な直線

→y=y₁

⑫(x₁,y₁)を通る場合、x軸に垂直な直線

→x=x₁

⑬(x₁,y₁)を通る場合、y軸に平行な直線

→x=x₁

⑭(x₁,y₁)を通る場合、y軸に垂直な直線

→y=y₁

⑮2直線が平行なとき

→2つの直線の傾きは一致する

⑯2直線が垂直なとき

→2つの直線の傾きの積が-1になる

⑰数学において、「kの値に関係なく」と書いてあればどう考える?

→「kについての恒等式」と考える→kについてまとめて係数比較をする

⑱三角形の頂点を通り、その三角形の面積を2等分する直線はどこを通る?

→対辺の中点

⑲異なる3点が同一直線上にある条件(共線条件)は?

→2点を通る直線上に第3の点がある

⑳異なる3直線が1点で交わる条件(共点条件)は?

→2直線の交点を第3の直線が通る

㉑3つの直線が三角形を作らないときのパターン2つ

→ⅰ)3つの直線が1点で交わる場合

ⅱ)2つの直線が平行な場合

㉒線対称な点の座標を求める問題の取り組み方

→ⅰ)求める点の座標を文字で置く

ⅱ)求める点と対称な点の中点を求め、対称な軸となっている直線の方程式に代入する

ⅲ)次に、求める点と対称な点を通る直線の傾きを求める(必要なのは傾きだけ。直線の方程式を求める必要はない)

ⅳ)(ⅲで求めた傾き)×(対称な軸の直線の傾き)=-1

という式を作る

ⅴ)ⅱとⅳの2つの文字を含んだ式を連立させて、求める点の座標を求める。

㉓折れ線の長さの最小値を求める問題でまずやることは?

→直線や平面に対して対称な点をとる

㉔点と直線の距離を求める問題で注意することを2つ

→ⅰ)直線の方程式を一般形:ax+by+c=0の形にする

ⅱ)分母が、点の座標ではなく、直線の係数である(点の座標の2乗をしてしまう人が多い)

㉕頂点の座標が与えられているときの三角形の面積の公式

→S=½|x₁y₂-x₂y₁|

※ベクトルの面積の公式を用いてもよい

㉖曲線上の点と直線の距離の問題の解法

→ⅰ)まずは、曲線上の点をP(t,f(t))とおく。

ⅱ)つぎに、P(t,f(t))と直線の距離を、点と直線の距離の公式でtを含んだ式で表す。

ⅲ)絶対値の中がtの関数(だいたい二次関数)となるので、その絶対値の中のtの関数の最小値を求める。