2次曲線が直線から切り取る弦の中点と長さ(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 2次曲線が直線から切り取る弦の中点と長さ(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
楕円 $x^2+4y^2=4$ と直線 $y=x+1$ の 2 つの交点を $\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$ とする.弦 $\mathrm{AB}$ の中点の座標と,弦 $\mathrm{AB}$ の長さを求めよ.
代入して $x^2+4(x+1)^2=4$,整理すると $5x^2+8x=0$
2 つの解を $\alpha$,$\beta$ とすると,解と係数の関係より $\alpha+\beta=-\dfrac{8}{5}$,$\alpha\beta=0$
中点の $x$ 座標は $\dfrac{\alpha+\beta}{2}=-\dfrac{4}{5}$,$y$ 座標は $-\dfrac{4}{5}+1=\dfrac{1}{5}$.中点は $\left(-\dfrac{4}{5},\,\dfrac{1}{5}\right)$
直線の傾きは $1$ であるから
\[ \mathrm{AB}=\sqrt{1+1^2}\,|\alpha-\beta|=\sqrt{2}\sqrt{(\alpha+\beta)^2-4\alpha\beta}=\sqrt{2}\cdot\frac{8}{5}=\frac{8\sqrt{2}}{5} \]
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