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■2694 / inTopicNo.1)  図形と方程式 ー 円の接線
  
□投稿者/ wallaby 一般人(1回)-(2005/08/08(Mon) 19:48:36)
    はじめまして。質問なんですが

    円(x-a)^2+(y-b)^2=r^2上の点(x1,y1)における接線の方程式は
    (x1-a)(x-a)+(y1-b)(y-b)=r^2

    となる理由がわかりません。すっきりした証明でできればお願いします。
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■2697 / inTopicNo.2)  Re[1]: 図形と方程式 ー 円の接線
□投稿者/ 豆 ベテラン(227回)-(2005/08/08(Mon) 22:18:39)
    どういうのがすっきりした証明かは不明ですが、いろんな説明がテキストに
    載っているのじゃないでしょうか?

    円の中心をO(a,b)、接点をQ(x1,y1)、接線上の点をP(x,y)とした時、
    OP→・OQ→=r^2だから(絵を書けば分かると思います)
    内積を成分表示すれば、
    (x1-a)(x-a)+(y1-b)(y-b)=r^2
    というのが私には一番すっきりです。

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■2699 / inTopicNo.3)  Re[1]: 図形と方程式 ー 円の接線
□投稿者/ moomin 一般人(9回)-(2005/08/08(Mon) 23:00:13)
http://user.ecc.u-tokyo.ac.jp/~g441069/HP/
    No2694に返信(wallabyさんの記事)

    高校生の範囲ではちっとも厳密ではないのですが、ひとつの解釈を紹介します。

    まず F(x,y)=(x-a)^2+(y-b)^2−r^2=0 

    を 両辺“微分”するような感じで(微分ではありません!)

       ΔF(x,y)=2(x-a)Δx+2(y-b)Δy=0 ※

    という「恒等式の微小変化」の式を得ます。

    ここでΔFはFの一次近似(Δについて一次式)
    であり、F=0という曲線の点(x1,y1)における接線は
    ΔF=0に(x,y)=(x1,y1)を代入したものが表していると考えられます。

    ただしΔxがそのままではちゃんとした式にならないので、
    Δx=(x−x1) と置きます。((x1,y1)の近所でのΔxですから!)

    すると接線の式は(x1-a)(x−x1)+(y1-b)(y−y1)=0
    となるわけです。                  』

    ちなみに:「多様体論」という大学で習う数学を使うと
         このあたりの操作は全て厳密に正当化できます。




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■2715 / inTopicNo.4)  Re[2]: 図形と方程式 ー 円の接線
□投稿者/ 豆 ベテラン(229回)-(2005/08/09(Tue) 14:10:15)
    2005/08/09(Tue) 14:59:14 編集(投稿者)

    原点と接点を結ぶ方向ベクトル(x1-a,y1-b)に
    接線の方向ベクトル(x-x1,y-y1)が直交することから
    これらの内積が0となるので、
    (x1-a)(x-x1)+(y1-b)(y-y1)=0  (主旨が異なりますがmoominさんが示された式)
    (x1-a)(x-a)-(x1-a)^2+(y1-b)(y-b)-(y1-b)^2=0  (x-x1=x-a-(x1-a) など)
    ∴(x1-a)(x-a)+(y1-b)(y-b) =r^2

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