【授業ノート】図形と式
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Senior HighAll
数学の授業ノートをあげておきます〜
気が向いたらデジタル版を作るかもしれません!
⚠️注意⚠️
・必要ない内容とか色々書いてあります。
ありのままのノートなので許してください...!
・拡大推奨です
・問は私の演習の痕跡なんで気にしないでください(笑)
【範囲】
・平面上の点と座標
・2点間の距離の応用
・内分点と外分点
・重心
・直線の方程式
・軌跡の方程式
・二次曲線(円、楕円、放物線)
・曲線の平行移動
ノートテキスト
ページ1:
No. Date 6.図形と式 約束:平面上の赤と座標 (0)数直線上の点Pの座標がXのとき、Pasで表す。 x (1)座標平面上の点Pの座標が(1,y)のとき、Ree,y)で表す。 y y- PP(大) + コース a 6.1 平面上の点と座標 2点間の距離 (0)数直線上の2点A(x),B(y)の間のチョリABQ. AB=ly-xl A R g → A y (1)座標平面上の2点A(a,y.)、B(マコ,y)の間のキョリABは、 AB = √(x-2)²+(y₁ - Y₁)" ○三平方の定理
ページ2:
No. Date 2点間のキョリの公式の応用 "Cos(α-B) = cosa cosß+Sina sinß @(Cosß, Strß) 原点〇わり 回転 2 PQ-PQ PQ-P'Q'² P(cos(α-B) sin(-1)) $(10) =>(cosß-cosa)²+ (sin B-sina) = (1-Cos(a-p))²+(0-sind-ele - \-2000 (α-p) - cos³ (α- (3) + STAR - SIMBIST + sind +Sin(a-3) => Cosa-B) = cosa cosß - Sihasinß 11
ページ3:
外分は図を書いた方が分かりやすい 内分途と外分点(m,n=自然数) No. Date (6)数直線の場合 (1)数直線上の2点A(a),B(B)について点 は線分ABを これに内分する、あるいは、線分ABのm:内分点という。 PはAB上の点、かつ AP= PB = m = n PW B a b (ii)点Q(4)は、線分ABをm=nに外分する、あるいはる 線分ABのm=n外分であるという(m/w) ◎はABの延長線上の点 AQQB A Q AS m = n m>n m< (QはBの延長線上の点) (はAの延長線上の点) 内分・外分点の座標公式 A(a),B(b)とする。 (1) P(p):ABのm=n内分点のとき (1)Q(g):ABのm=n外分点のとき P mth 例)A(1),B(5) g=hamb (m-n P(p)ABの2:3内分・Qg)はABの2:3外分点のとき 3-1+2x5 B P= 213 f 1 P 5 A B 5 31+2×5 2-3 -7
ページ4:
No. Date ユリャ退だわ by きゆな 問6.3 A(1) B(4) (1) 1:3に内分する点P(p) (2)中京Q(g) P p = 1 x = 1 ± 4² 3 1 4 1+4.3 1+1x4 q - (+1 4 (3) 1:3に外分する点R(r) h= -3-1+1×4 1-3 -2 2 (1)座標平面の場合 y M (4)5:2に外分する点(s) Bro (man). (1)点Pが線分ABをmんに内分する点 P (1)赤が線分ABをminに外分する点 (mon) 0 ◎内分点外分点の座標公式 A(x1,y2)、B(x2,y2)とする (i) P(x,y)=ABom:n内分点のとき X = nxi+mx2 mth (ii) Q(x,y): ABの x nyi+mys y = mth ん外分点のとき のm=h _nxi+ma m-n y==hgi+my m-n
ページ5:
' 平行線と比の性質 No. Date 14 を用いると、x軸・y軸に (m m=h=m: W おける〆点・外分点の座標公にもの 場合に帰着される。 例 6.3 A(5,2),B(-1,5)について、 P(pup2):ABの2、30分時は P þ 3×5+2x(1) 273 3×2+2×5 2+3 ◎(81)(2):ABのコン外分は 35+2₤1) G 02=3×(-2)+215 9g 5-3 - 17 -16 P(+) Q(17-16) A 例題 6.2 点A(-1,ヨ)について、P(4,2)と 対称な点の座標は? My Q(x,y)とすると、 点AはPQの中点なので、 417 2 -1 (2gy=4 2 y (3-4 :- (-6,7).
ページ6:
No. Date 三角形の重心の座標 中線:三角形の頂点とそれに向かい合う辺の 中点を結ぶ線分 (事実 3本の線は人で変わる。 重心といいGで表す。 ◎重心の性質 重心G 重心は、各線をユントに内分する。 ☆三角形の重心の座標公式 A(y))、B(オリコ)、C(xxys)を 頂点とする△ABCの重心Gの座標は (223-24-4-43) 例の座標は? 30 G (x,,Y₁) (x2,y) (2012:24} (11274, 1+2+3) 3 2 -0 ° 2 4.
ページ7:
No. Date 62直線の方程 復習 good point y=mun 求 傾き 切片 ・ラフが描きやすい! (oin) ay 欠点:①直線の傾きと切れの値が必要。 そこで ②y軸に平行な直線は表せない。 直線の傾きと直線上の任意の1点が 分かれば利用できる直線の方程式を学ぶ。 ②意の直線を表すことができる 直線の方程式を学ぶ、「一般形」という ・① (1) 傾きと通る徳が分かる場合 → 点(てい)を通り、傾きがmである直線の方程式は y-y2=m(sc-x2) 点(x,y)を通り、軸に平行な直線の方程 週lのは XC X1 = ay em /(zig) -。 (x1,y₁) ->x
ページ8:
No.
Date
(竹)通るの点が分かる場合
2点(x,y) (2,2)を通る直線の方程式は
42-y₁
y-gi
=
-(x-x1)
x2-x;
(x)牛のとき)
x=x1(x=2のとき)
y ↑
82
y₁
x2
例6.4点 (1,3)を通り、傾-2の直線の方は
4-3=-2{2-(-1))
E
y=
1=-2x+1
例65 (1) 2(-11) (1,9)を通る直線のは
問6.7
971
4 1 = 1 + 1 { x-(-1) } = y=4x+5
(2)2点(-1,1)(-1,9)を通る直線の方は
x=-1
(1)A(2,1)、B(3,11)
4- 1 = -1 (x + 1)
3-(-2)
8=2x+5.
(3)E(-1,2),F(1,5)
4-2-5-2(x-2)
2=
1-(-1)
» Y = 3 x - 7
2
(2)C(-3,3), D(-3,5)
X=-3
(4)C(-2, 1), H(81)
19-1
4-4
81-21
ページ9:
②直線の方程式の一般形は ax+by+c=0 (a+037-13b70) y = mx + n ← mx+(-1) y + n = 0 x = k ⇔ lx-oy-f=o No. Date 例題 6.3 D:x+2y=1 Dicl2の交流は D:2xc-y=sを通り、かつ原点を通る直線lのは? el 3 連立方程式 x+2y=1 12c-y=-3 を解いて、(-1,1 よって、の方程式は y-o=-10(4-0) ⇒ y=-x(答) 交点 Rbi 同6.8 01:30+4y=1l2:50+7g=2の交流と P(3,2)を通る直線の方 libの交流は 130c+4y=1を解いて、(-11) 50+7g=2 よって、の方程式は (3-2) ☐
ページ10:
No. Date こう 直線の平行と垂直 直線li:y=mx+ni に対して ls=y=mso-n bam 傾きが同じ (E) mi=m2 (1)l)とlが平行 0.1182 (2)liとC2が垂直 <=> mixm2=-1 . 2 傾き 12:1 X 1 例題 6.4 (1)点を通るlと平行な直線 lの方程式は? (2)点を通る&と垂直な直線 l2の方程式は? (1) ℓ//ℓ なので、 (l1の傾き)=2 ふℓの方は 4-3=2(x-2) ←y=2xc-1.(答) (2xy-1=0) by=2x+1 3 P 0 2 ( )llなので、 (l2の傾き)+2=-| ⇒(20)=1/ y-3=-1/(x-2) >> y = √x +4 (72) (x-124-8-0) (1)3x+y=1⇔y=3x)(2)2424=39=-1/2 (769 P(-1,-2) ④口頂き-3 y=-300-5 ④傾き=-1 34--14-5 同6.10A(-2,1),B(3,5) 5 理 -3m=-1 m= 小
ページ11:
No. Date (1)、(2)12y軸に平行な直線(⇔x軸に垂直な直線)の場合は利用できない l: y=mathly軸に平行でない き (2) lill2 mixm2= 1の証明 lilは必要ならば平行移動することにより、 li y= mic Socoro)を通る b=y=m2x としても、一般性を失わない b2 74 × H2 mil (2) 確 AOBにおいて A [B ②lion mic bon=mod 果符号なので、 mixm20 AAOHO AOBHなので、 OH=BH=AH:OH ⇔1:1m2l=/mc1=1 ⇒1m.ml=1 Im ∠AB=90°=AB=0A+OB2 三平方の定理の逆 mixm2=1<Oより micmoは異符号,mizo,moとしてより y LI HA Mi -mz FT Mix M₂ = -1 I1), M₂ = - mi 図より、 "AB = (mi+m.) mi = Mi² = 2 + m² ---③ Ji). mim2=l 一方、AAOHとAOBt共に直角三角形なので、 三平方の定理より、 OA=OMAH=1m²OOTに採用 + OB² = OH² + BH² = 1+~+ DOBH OA OB mi =2+mi ③④ より AB=0A+OB° mi ④ 三平方の定理の逆より∠AGB=90°、つまりl、Il2
ページ12:
No. Date 6.3.軌跡と2次曲線 ある条件を ある条件を満たしながら 満たす点の 動点Pが描く図形 軌跡 例)(1)2点ABから等距離にある点Pのキセキは A B 11 ABの垂直2等分線 (2)点Cからが1だけ離れた点Pのチャチは 中心に半径1の円 軌跡のある条件を満たす点P(x,y)の 方程式 軌跡を表すととyの方程式 例題6.5 20(0,0),A(2,2)について、 条件OP=APを満たす点Pの軌跡の方程式を求める。 (解点Pの座標を (x,y)とする。 P(大)が 求めるキセキの A Pozy 0 ->α 1776.11 A(1,1) B(3,2) AP-BP Portet OP=AP OP=AP2 ↔x-Y*= (x-2)²+(y-2)² x+y-2=0 直線 (ABの垂直線) (1) 足の座標を -b (x,y)する。 2 AP-BP パー
ページ13:
円とその方程式
円定点Cから一定のキョリト(20)だけ
離れた点Pのキセキ
No.
Date
P
円の方程式
(標準形)
中心((a,b)径1の円の方程式に
r
1
(x-a)² + (y- b)² = h²
D.
1
特に中心が原点OC0,0)の場合は
X y² = p²
0
点P(x,y)が円の点CP=r
cp=r
← (x-α)²+(x-6)²=4²
nk
例66 中心(1,1-2)、半径3の円の方程式は
(x-1+{リー(=ア=32
<) (x-1)² + (y + 2)² = 9
5610
(1)PC(1,3)店
(x + 1)² + (y-3)² = √5²
0
(P)((-2,0) A(13)を通る
(x+2)+ y² = 18. (6)
(3)A(1,2)B(3,5)を直径の両端
(x-2)+(y-1) (6)
(2,38)
2.0(1,2)
3
J13
(2),(3)
あるかも!!
(ちゃんと出てないげつ)
ページ14:
No. Date 円の方の一般形・ (i)円の店は次の形で表される。 x² nylonmyon=0(水)円の間の一般形という ただし、lm²-4no (1)逆に⑥(水)が表す図形は @l+m-An>Done 17 ②-m²-4h=0のとき 1点 ③l-mancoのとき 12 (水平には)「存在しない」 ①) (i) (z-a)² - (y-b)² = p² x²-202 - A - Y² ~ by + b = r² = 0 I E) x² + y² + lx + my + n =0 l²-m²-4n = (-2a)-(-26)-4(a+b²-1²) = 4h2>0 (+)OJ) (ii) x²+ y²+le+my+n-o <> (Ğ la ) + (y + my) ++n=0 *2 (x+2)-(1)-(-)-(当)+n=0 X- <= > ( x + 1)² - (y + m² = l² m²-4n.... (x) ①の場合 (*)' <> ()+(y+ 1) = (√l-m²- An) ②の場合: (木)(2 ②③の場合: 2 )=(x)=(1) (*)コリ(c++(y+0 条件(オ)を満たす実数xに存してい ・・・・(
ページ15:
例6.7 モーチャー64-1-1 が表の図形は = No. Date 1 4+ (x²+42) - (y²-by) + 1 = 0 問613 施 ← f> (x+2)² = 4+ (y-3)-9+1=0 X2 (x-2)²+(y-3)² =1270 中心(2,3),半径のの円 (4)x+y+x-2y+3=0 ⇒(x+1)-1+(y-13-1+3=0 (x+1)+(y-1) = -1 <0. ' 例題66 存在しない・・・() A(-1,0),B(3,-2),C(1,4)を通る円の方は? またその中心と半径も求める。 Dont (1)円の中心あるいは 半径が分かる (2)円が通る点が 3点分かる 解求める円の店を x+y+le+my+h=0と。 円は3A,B,Cを通るので、 S (-1) + 0 + l(-1) + m⋅ O + h=0 標準形 (x-ap-ly-arを用いる。 一般形 3F28 +0.3+mx(-2)+n=0 •x² + y² + lx + my + n = 0 EA113 14-01-m.4+h-0 -l+n==| 30-2m+h=-13 l+4mth=-17 n=l-1 2l-m=-6 l+2m= yn 4 1+1=4x-2y-5=0(金) 求めた方を平方完成すると (x-2)+(x-1)=10 [l=-4 中心(211)√の円(番) m=-2 n = -5
ページ16:
No.
Date
冏6.14
(S)(0,1),(3,2), (4-1)を配
求める方程式を
x+y+bx+y+h=0とする。
円は3点を通るので、
[0² + 1² + lx 0 + Mx ] + h = U
→
9+4
16.
++
llx3+m2+n=0
1 +2.4 +mx(-1)+h=0
m+h
30+2m+h=-13
40-mth=-17
n
m-1
3.0+m=-12
4.0-2m=-16
I
M
n
40.
x²+ y²-4a-1=√(6)
例題 6.7 2点A(1,0),B(3,0)からの
キョリの比がAP:BP=3:1である点Pのキセキの方程式は?
解
|
点Pex,y)が求めるキセキの点
⇔AP:BP=3
P(2.4)
△
<=g_7g+y+10=0.
⇔AP=3BP
AP=9BP2
- 4 (> (x+1)²+ y² = 9 {(x-3)²+ y²)
→X
⇔x+2x+y+1=9(-6x+y=9)
⇔8x50x+8+80=0
<>(x-1)-yy10=0 中心(/2/2,0)
≤7 (x-1) + y² = 4
問6.15
各自
ページ17:
=号 No. Date 参 2点ABからのチョリの比が AP=BP=m=nである点Pのキセキは ①m=nのとき:ABの垂直り等分線 ②mnの men ·MAN 2次曲線 2次曲線 ABのm=n内分点と mn外分点を直径の 両端とする円 (Appollonusの円) T. xyの次方程式 Om-n men B A ②min f(x,y)=o (f(x,y)は実数の範囲で因数分解できない) で表される形 事実 2次曲線は次の3種類に限る 1 楕円 双曲線放物線 1. ○)( 楕円:2つの定点下・下からのキョリの和が 一定である点Pのキセキ P PF+PF'=(一定) 負 中心 本授業では、 中心が原点 頂点 12つの焦点王F'は共に軸あるいは軸 横長 を満たす楕円を扱う。 縦長 ごまかせばさい! 下
ページ18:
No. Date <まとめ> (1)横長楕円 今の方程式 x² a +1=1(0~80) ②焦点下(c,0),F'(0,0) TEL. + b² c² »‹ à°² b² ③長軸の長さ20 短軸〃 28 ④点Pが楕円の点PF+DF'=20 (i)縦長楕円 ①方程式 X a + =1(b>azo) ②焦点下(0,c),F(0,-c) だし(かつ6(+80=8-02 ②長軸の長さ of 短軸の長さ ga ④点Pが楕円のPF+PF1=26 例) (1)+1=1 が表す図形は横長楕円で C=25-9-16 2つの焦点F,F'は (4,0),F'(4,0) -C -a -C ※ A F C F A Bb FXC 0 a FX-C 長軸の長さは2×5=10 2×3-6 4 4 074 0 (2)⑥40²+y-16 4. + =1) x² y 長軸の長さ2m4=8 が表す図形は縦長楕円で 短軸の長さ2×2=4 C=16-4=12より 2つの焦点 は F(0,0),F(0,2F) +79 2
ページ19:
No. Date 漸近線 双曲線 双曲線:2つの定点F,F'からの 本授業では、 中心が原点 もりの絶対差が 一定である点Pのキセチ 2つの焦点F,F'は共にX軸の点あるいは軸の点を [満たす双曲線を扱う。 左石 * Y → まとめ (1) 左石 ①方程式 2 ² y² a - b = 1 (a>o, b>0) ②焦点下(Co),F(-C,o) ただし、C>かつC=a+b2 ③ の方程式 Y = ± 7 X ④点Pが曲線の点PF-PF1=20 (ii)上下(双) ①程式 y= b x -c-a ---1000,820) a ②焦点(0,c),F(o-c) ただし、COかつぐ=a+b2 ② y=x の方程式: ④点Pが線の赤/PF-PF11=20 C -b F dy 114-fx a 7-82
ページ20:
No. Date 放物線」 放物線:定点下と下を通らない直線lかわりにある点Pのキセキ 軸 PF=PH A 本授業では、 ○頂点が原点 ○焦点下は軸あるいは釉の点 を満たす放物線を扱う。 HAE 上下教 *F I 焦点がx軸の H 右側 は右側 左側 P₁ P 右側 x=-p [まとめ] (i) 左右放物線 (1)方程式 (2)焦点下( -4px (p+0) (4)点Pが⇔>PF-PH 旅の点 (ii)上下放物線 (1)方程式 x=4py (p70) (0.1) (日)焦点 ③準線&lr ④ Po 旅の点 =p PF=PH Ty F-P 焦点下がり軸の 下側> 下側 0 -P I
ページ21:
例) (1)古 y=4x=4-12-0 が表す図形は焦点下(1,0) 準線:文=-1の放物線 6)) x²= dy = 4x-2) » Y \" 表す図形は、焦点F(0,-2), 準線l=y=2の放物線 No. Date 問6.26 (1)y²-a (2)=-1/12/ (3)5-8 焦点(110) 焦点(80) 焦点(2,0) 準線l.x=準線:x=/ x=-2 問627 1=2x 問6.25 y= 曲線の平行移動 曲線: f(x,y)=0を 平行移動した曲線 ☆軸方向にD、4軸方向に②だけ fcx-p, y-G ) = 0 25 + 二人が表す図形は 楕円+=1000 f(x,y)=0 方は (x-14-9) a': f(x-p₁y-q) (x,y) をx軸方向に2軸方向に だけ飛行移動したもの (2)万)(x+2)(4-3)=1が表す図形は 双曲線=11 をx軸方向に2 軸方向に3だけ 平行移動したもの 00 (09/03)) 38 -3 7 ny →g
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