Math Problem Statement

Lは2点A(-2、0)、B(0、2)を通る直線で、mは傾きが-2の直線である。点PはQとmとの交点で、そのx座標は6である。また、点Qはmとx軸の交点である。このとき、次の問に答えなさい。 (1)△P A Qの面積を求めよ

Solution

まず、問題にある各点の座標を確認し、三角形 PAQ\triangle PAQ の面積を求めます。

1. 各点の座標の確認

  • A(2,0)A(-2, 0) は既知です。

  • 直線 mm の式 は、先ほど求めた通り y=2xy = -2x です。

  • QQ は直線 mmxx 軸との交点です。xx 軸上では y=0y = 0 ですから、直線 mm の式に y=0y = 0 を代入すると、 0=2x    x=00 = -2x \implies x = 0 よって、点 QQ の座標は (0,0)(0, 0) となります。

  • PP は直線 mmQQ を通り、xx 座標が 6 です。直線 mm の式に x=6x = 6 を代入すると、 y=2×6=12y = -2 \times 6 = -12 よって、点 PP の座標は (6,12)(6, -12) となります。

2. 面積の計算

三角形の頂点の座標が分かっている場合、面積は以下の公式を使って求められます: 面積=12x1(y2y3)+x2(y3y1)+x3(y1y2)\text{面積} = \frac{1}{2} \left| x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) \right| ここで、各点の座標を以下のように設定します:

  • A(x1,y1)=(2,0)A(x_1, y_1) = (-2, 0)
  • Q(x2,y2)=(0,0)Q(x_2, y_2) = (0, 0)
  • P(x3,y3)=(6,12)P(x_3, y_3) = (6, -12)

これを公式に代入します: 面積=122(0(12))+0(120)+6(00)\text{面積} = \frac{1}{2} \left| -2(0 - (-12)) + 0(-12 - 0) + 6(0 - 0) \right| 面積=122×12+0+0\text{面積} = \frac{1}{2} \left| -2 \times 12 + 0 + 0 \right| 面積=1224=12×24=12\text{面積} = \frac{1}{2} \left| -24 \right| = \frac{1}{2} \times 24 = 12

回答

三角形 PAQ\triangle PAQ の面積は 12 平方単位です。


もし説明が必要であればお知らせください。また、次のような関連質問に答えることもできます。

  1. 座標を使った他の三角形の面積の求め方を教えてください。
  2. 三角形の頂点が3次元空間にある場合の面積はどう求められますか?
  3. 直線 LLmm の交点を求めるにはどうすれば良いですか?
  4. 面積を求める際に使われる別の公式はありますか?
  5. 三角形の内接円の半径を求める方法は何ですか?

Tip: 座標を用いた三角形の面積計算は、点の順序に注意が必要です。間違えると符号が変わり、面積が負になることがあります。

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