2曲線の交点を通る図形

(1)例題

①x²+y²=9とx²+y²-4x+4y-1=0の交点と(1, 2)を通る図形の方程式を求めよ。

②x²+y²=9とx²+y²-4x+4y-1=0の交点を通る直線の方程式を求めよ。

(2)例題の答案

①x²+y²=9とx²+y²-4x+4y-1=0の交点を通る図形の方程式は、kを定数として
k(x²+y²−99+x²+y²-4x+4y-1=0 ・・・(ア)
と表すことができる。
これに(1, 2)を代入すると
k(1+4−9)+1+4−4+8−1=0
∴ k=2
(ア)にk=2を代入して整理すると
x²+y²-4/3x+4/3y-19/3=0

②x²+y²=9とx²+y²-4x+4y-1=0の交点を通る図形の方程式は、kを定数として
k(x²+y²−9)+x²+y²-4x+4y-1=0 ・・・(ア)
と表すことができる。
k=−1のとき(ア)は
4x−4y−8=0
つまりx−y−2=0
となる。これは直線を表すので、求める直線の方程式である。

(3)解法のポイント

2つの曲線f(x,y)=0、g(x,y)=0をの交点を通る図形は、

kf(x,y)+g(x,y)=0

で表すことができます。

なぜなら、

kf(x,y)+g(x,y)=0

kの恒等式と見れば、

f(x,y)=0かつg(x,y)=0

が成り立つからです(f(x,y)=0、g(x,y)=0をの交点はf(x,y)=0とg(x,y)=0を連立することによって求めることができます)

(4)理解すべきこと

kf(x,y)+g(x,y)=0がなぜ2曲線の交点を通る曲線の方程式となるのか理解しましょう→2曲線の交点を通る曲線の方程式kf(x, y)+g(x, y)=0の使い方と原理(なぜkf(x, y)+g(x, y)=0が2曲線の交点を通る曲線の方程式となるのか)

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