座標を用いて図形の性質を証明する(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 座標を用いて図形の性質を証明する(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$\triangle$ABC の 3 つの頂点から,それぞれの対辺またはその延長に下ろした 3 本の垂線は 1 点で交わることを,座標を用いて証明せよ.
下図のように,辺 BC を $x$ 軸上に,A から BC に下ろした垂線を $y$ 軸にとり,
\[ \mathrm{A}(0,\ a),\quad \mathrm{B}(b,\ 0),\quad \mathrm{C}(c,\ 0)\quad (a\neq 0,\ b\neq c) \]
とする.A から BC への垂線は $y$ 軸すなわち $x=0$ である.
B を通り直線 AC に垂直な直線:AC の傾きは $-\dfrac{a}{c}$($c\neq 0$ のとき)であるから,この直線の傾きは $\dfrac{c}{a}$ で,方程式は $y=\dfrac{c}{a}(x-b)$ すなわち
\[ c(x-b)-ay=0 \]
($c=0$ のときも,この式は直線 AC すなわち $y$ 軸に垂直な直線 $y=0$ を表し正しい.)同様に,C を通り AB に垂直な直線は
\[ b(x-c)-ay=0 \]
この 2 直線と $x=0$ の交点はいずれも $y=-\dfrac{bc}{a}$ の点である.よって 3 本の垂線は 1 点 $\left(0,\ -\dfrac{bc}{a}\right)$ で交わる.
\hfill 〔証明終〕
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