第16章 16.5

(3)

x2+y2=1x^2 + y^2 = 1x2+y2=4xx^2 + y^2 = 4x ② (2,3)

①からy2=1x2y^2 = 1 - x^2 これを②に代入して

x2+(1x2)=4xx^2 + (1 - x^2) = 4x x=14x = \dfrac{1}{4}

これを①に代入して

y2=1116=1516y^2 = 1 - \frac{1}{16} = \frac{15}{16} y=±154y = \pm \dfrac{\sqrt{15}}{4}

これから求めたい円は(14,±154)\left(\dfrac{1}{4}, \pm\dfrac{\sqrt{15}}{4}\right)、(2,3)を通る

円の方程式をx2+y2+ix+jy+k=0x^2 + y^2 + ix + jy + k = 0とおくと

(14,154)\left(\dfrac{1}{4}, \dfrac{\sqrt{15}}{4}\right)から 116+1516+14i+154j+k=0\dfrac{1}{16} + \dfrac{15}{16} + \dfrac{1}{4}i + \dfrac{\sqrt{15}}{4}j + k = 0 (1)

(14,154)\left(\dfrac{1}{4}, -\dfrac{\sqrt{15}}{4}\right)から 116+1516+14i154j+k=0\dfrac{1}{16} + \dfrac{15}{16} + \dfrac{1}{4}i - \dfrac{\sqrt{15}}{4}j + k = 0 (2)

(2,3)から 4+9+2i+3j+k=04 + 9 + 2i + 3j + k = 0 (3)

①-②から j=0j = 0

②に代入して整理すると

14i+k+1=0\frac{1}{4}i + k + 1 = 0 (5)

③を整理して 2i+k+13=02i + k + 13 = 0 ③’

⑤-③’から

i=487i = -\frac{48}{7}

これを③’に代入して

k=57k = \frac{5}{7}

これから

x2+y2487x+57=0x^2 + y^2 - \frac{48}{7}x + \frac{5}{7} = 0 7x2+7y248x+5=07x^2 + 7y^2 - 48x + 5 = 0

(4)

x2+y24x+2y=03x+2y1=0x^2 + y^2 - 4x + 2y = 0 \qquad ① \qquad 3x + 2y - 1 = 0 \qquad ②

①においてy=0y=0とすると

x24x=0x(x4)=0x=0,4x^2 - 4x = 0 \qquad x(x-4) = 0 \qquad \therefore x = 0, 4

これから求めたい円は(0,0),(4,0)(0,0), (4,0)を通る

円の方程式をx2+y2+ix+jy+k=0x^2 + y^2 + ix + jy + k = 0とおくと

(0,0)(0,0) k=0k = 0

(4,0)(4,0) 16+4i+k=016 + 4i + k = 0

③を④に代入して i=4i = -4

③、⑤から x2+y24x+jy=0x^2 + y^2 - 4x + jy = 0

⑥を整理すると

(x2)2+(y+j2)2=4+j24(x-2)^2 + \left(y + \frac{j}{2}\right)^2 = 4 + \frac{j^2}{4}

これから求めたい円の中心はx=2x=2のところにあることが分かる

これを直線の式に代入して

6+2y1=0y=526 + 2y - 1 = 0 \qquad y = -\frac{5}{2}

よってj=5j=5となる これを⑥に代入して

x2+y24x+5y=0x^2 + y^2 - 4x + 5y = 0

解説: r31bn1z