第16章 16.14

x2+y2+6x−4y−21=0(x+3)2+(y−2)2−13−21=0(x+3)2+(y−2)2=34x^2 + y^2 + 6x - 4y - 21 = 0 \qquad (x+3)^2 + (y-2)^2 - 13 - 21 = 0 \qquad (x+3)^2 + (y-2)^2 = 34

接線の方程式は

円の中心が原点の場合x2+y2=r2x^2 + y^2 = r^2 → x0x+y0y=r2x_0 x + y_0 y = r^2 (問題集 p.88)

円の中心が原点ではない場合(x+a)2+(y+b)2=r2(x+a)^2 + (y+b)^2 = r^2 → (x+a)(x0+a)+(y+b)(y0+b)=r2(x+a)(x_0+a) + (y+b)(y_0+b) = r^2

これから与式の接線の方程式は

点(2,5)(2,5) (x+3)(2+3)+(y−2)(5−2)=34(x+3)(2+3) + (y-2)(5-2) = 34 5x+3y−25=05x + 3y - 25 = 0

点(−8,−1)(-8,-1) (x+3)(−8+3)+(y−2)(−1−2)=34(x+3)(-8+3) + (y-2)(-1-2) = 34 5x+3y+43=05x + 3y + 43 = 0

円 x2+y2+6x−4y−21=0x^2 + y^2 + 6x - 4y - 21 = 0 の接線の接線を y=dydxx+by = \dfrac{dy}{dx}x + b とすると

円の式を微分して 2x+2ydydx+6−4dydx=02x + 2y\dfrac{dy}{dx} + 6 - 4\dfrac{dy}{dx} = 0 dydx(y−2)+(x+3)=0\dfrac{dy}{dx}(y-2) + (x+3) = 0

dydx=−x+3y−2\frac{dy}{dx} = -\frac{x+3}{y-2}

(2,5)(2,5) を通るとき dydx=−2+35−2=−53\dfrac{dy}{dx} = -\dfrac{2+3}{5-2} = -\dfrac{5}{3} よって接線の方程式は

y=−53x+b(2,5)を通るので5=−53⋅2+bb=253y = -\frac{5}{3}x + b \qquad (2,5) \text{を通るので} \qquad 5 = -\frac{5}{3}\cdot 2 + b \qquad b = \frac{25}{3}

よって y=−53x+253y = -\dfrac{5}{3}x + \dfrac{25}{3} ∴5x+3y−25=0\therefore 5x + 3y - 25 = 0

(−8,−1)(-8,-1) を通るとき dydx=−−8+3−1−2=−53\dfrac{dy}{dx} = -\dfrac{-8+3}{-1-2} = -\dfrac{5}{3} よって接線の方程式は

y=−53x+b(−8,−1)を通るので−1=−53⋅(−8)+bb=−433y = -\frac{5}{3}x + b \qquad (-8,-1) \text{を通るので} \qquad -1 = -\frac{5}{3}\cdot(-8) + b \qquad b = -\frac{43}{3}

よって y=−53x−433y = -\dfrac{5}{3}x - \dfrac{43}{3} ∴5x+3y+43=0\therefore 5x + 3y + 43 = 0

解説: r31bn1z