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円と直線の計算問題

円と直線の共有点の個数を求める

この単元のポイント

公式と考え方

円と直線の共有点の個数は,円の中心と直線の距離 dd と半径 rr の大小で決まります。

  • d<rd<r:2点で交わる。d=rd=r:接する(1点)。d>rd>r:共有点なし。
  • 点 (x0,y0)(x_0,y_0) と直線 ax+by+c=0ax+by+c=0 の距離は,∣ax0+by0+c∣a2+b2\dfrac{|ax_0+by_0+c|}{\sqrt{a^2+b^2}} です。
  • 連立して判別式を使う方法でも,共有点の個数が求められます。
例題と解き方

円 x2+y2=4x^2+y^2=4 と直線 x+y−3=0x+y-3=0 の共有点の個数を求めなさい。

  1. 中心 (0,0)(0,0) と直線の距離は,∣−3∣2=32≈2.12\dfrac{|-3|}{\sqrt{2}}=\dfrac{3}{\sqrt{2}}\approx 2.12 です。
  2. 半径は2で,d>rd>r なので,共有点は0個です。

円 x2+y2=25x^2+y^2=25 と直線 3x+4y−25=03x+4y-25=0 の共有点の個数を求めなさい。

  1. 中心と直線の距離は,259+16=5\dfrac{25}{\sqrt{9+16}}=5 です。
  2. 半径も5で,d=rd=r なので,共有点は1個(接する)です。
よくある間違い
  • 距離の公式の分子の絶対値を,忘れる。
  • dd と rr の大小と,共有点の個数の対応を逆にしてしまう。

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