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記事No.87404に関するスレッドです
★ 関数 / 磁石
⑶について教えてください。
答えは、y＝-5xになります。
おねがいします。
No.87404 - 2024/02/11(Sun) 19:32:00
☆ Re: 関数 / WIZ
線分ABの中点をMとすると、Mの座標は
((-6+3)/2, (12+3)/2) = (-3/2, 15/2)
|AM| = |BM|であり、AMとBMを底辺とする三角形の高さは線分ABと点Oの距離だから等しい。
つまり△AMOと△BMOの面積は等しく、△ABOの半分である。

点Mと点Oを通る直線は
(y-0)/(15/2-0) = (x-0)/(-3/2-0)
⇒ y = (15/2)(-2/3)x = -5x

# ちなみに直線ABの傾きは-1で、直線OBの傾きは1。
# よって、直線ABと直線OBは直交していて、∠ABOは直角。
# 従って、線分ABと点Oの距離は|OB|と等しい。
No.87405 - 2024/02/11(Sun) 22:50:32
☆ Re: 関数 / WIZ
No.87405の解説だと、直感的に線分ABの中点を通る直線だろうと予測し、
それが題意を満たすという十分条件を示しただけだった。
もっと演繹的に題意を満たす直線を求めるというか、
必要条件を示して他に解が無いことを補足しようと思う。

△AOBの面積は
|AB|*|BO|/2 = {√((-6-3)^2+(12-3)^2)}*{√(3^2+3^2)}/2 = (9√2)(3√2)/2 = 27

原点Oを通り△AOBの面積を2等分する直線をLとすると、
Lはaを実数としてy = ax、またはx = 0(y軸と一致する直線)となる。
直線Lは△AOBの中を通り、線分ABと交点を持たなければならないので、
この交点をPとする。

直線ABは
(y-12)/(3-12) = (x-(-6))/(3-(-6)
⇒ y-12 = -9(x+6)/9
⇒ y = -x+6

Lがx = 0であると仮定すると、P(0, 6)となる。
△BOPの面積は|BO|*|BP|/2 = (3√2)(3√2)/2 = 9 ≠ 27/2となり、題意を満たさない。

Lがy = axであると仮定すると、P(x, ax) = P(x, -x+6)となる。
つまり、(a+1)x = 6・・・(ア)

△BOPの面積は
|BO|*|BP|/2 = (3√2){√((x-3)^2+(ax-3)^2)}/2 = (3/√2){√((1+a^2)x^2-6(1+a)x+18)}

△AOPの面積は
|BO|*|AP|/2 = (3√2){√((x-(-6))^2+(ax-12)^2)}/2 = (3/√2){√((1+a^2)x^2+12(1-2a)x+180)}

# ∵∠ABOは直角であることは既知とする。

△BOPと△AOPの面積が等しい為には
(3/√2){√((1+a^2)x^2-6(1+a)x+18)} = (3/√2){√((1+a^2)x^2+12(1-2a)x+180)}
⇒ (1+a^2)x^2-6(1+a)x+18 = (1+a^2)x^2+12(1-2a)x+180
⇒ (18a-18)x = 162
⇒ (a-1)x = 9・・・(イ)

(ア)-(イ)より
{(a+1)x}-{(a-1)x} = 6-9
⇒ 2x = -3
⇒ x = -3/2・・・(ウ)
⇒ P(-3/2, 3/2+6) = P(-3/2, 15/2)
# 上記はNo.87405の点Mに一致する。

(ア)(ウ)より
(a+1)(-3/2) = 6
⇒ -3a-3 = 12
⇒ a = (12+3)/(-3) = -5
# 上記はy = -5xと一致する。
No.87408 - 2024/02/12(Mon) 13:49:56
☆ Re: 関数 / IT
WIZ さん
　三角形の面積の公式から　AP=BP が必要十分条件である。としてよいのでは？
No.87410 - 2024/02/12(Mon) 17:30:55
☆ Re: 関数 / 磁石
回答してくださった皆様、わかりやすい解説
ありがとうございました。
おかげでわかりました。
またよろしくお願いします。
No.87414 - 2024/02/12(Mon) 20:02:34