数学教員の一人議論

とある数学教員が頭の中の一人議論を形にします。

円と直線が2点で交わるとき、交点の距離を求める

今回は以下の問題を解説する。

x^2+y^2=1と直線y=2x-1の交点をA,Bとおく。

このとき線分ABの長さを求めよ。

 

まずこの状況を図に書くとこうなる。

 

 

点Oから直線ABに下ろした垂線の足をHとして、∠AOH=θとすると、

直線ABとx軸とのなす角もθとなる。

 

 

 

直線ABの傾きは2であるから、\tan{θ}=2.

よって\sin{θ}=\dfrac{2}{\sqrt5}.

\begin{align}AB&=2\times OA\sin{θ}\\&=2\times 1 \times \dfrac{2}{\sqrt5}\\&=\dfrac{4}{\sqrt5}\end{align}