間違いしかありません.コメントにてご指摘いただければ幸いです(気が付いた点を特に断りなく頻繁に書き直していますのでご注意ください).

点と直線の距離 (直交する直線の式を経由して求める)

直交する直線の式より交点を求め,距離を求める方法

P(xp,yp)ax+by+c=0の距離の公式を導く. ax+by+c=0y=abxcb 傾きαの直線に直交する直線の傾きは1αとなるので上記の直線の場合,直交する直線の傾きは以下のようになる. 1α=1ab=ba 上記傾きの直線がP(xp,yp)を通るのでこの直線の式は以下のようになる. yyp=ba(xxp)y=ba(xxp)+yp=baxbaxp+yp もとのy=abxcbと上記の直交するy=baxbaxp+ypとのQ(xq,yq)を求める. abxqcb=baxqbaxp+ypabxqbaxq=baxp+yp+cb(abba)xq=baxp+yp+cba2+b2abxq=baxp+yp+cbxq=aba2+b2(baxp+yp+cb)=1a2+b2(b2xpabypac)yq=abxqcb=ab{1a2+b2(b2xpabypac)}cb=1a2+b2(abxp+a2yp+a2bc)cb=1a2+b2{abxp+a2yp+a2bc(a2+b2)cb}=1a2+b2{abxp+a2yp+cb(a2a2b2)}=1a2+b2(abxp+a2ypb2cb)=1a2+b2(abxp+a2ypbc) 以上よりP(xp,yp)Q(xq,yq)の距離を求める. xqxp=1a2+b2(b2xpabypac)xp=1a2+b2{b2xpabypac(a2+b2)xp}=1a2+b2(b2xpabypaca2xpb2xp)=1a2+b2(a2xpabypac)=aa2+b2(axp+byp+c)(xqxp)2={aa2+b2(axp+byp+c)}2=(aa2+b2)2(axp+byp+c)2=(a)2(a2+b2)2(axp+byp+c)2=a2(a2+b2)2(axp+byp+c)2yqyp=1a2+b2(abxp+a2ypbc)yp=1a2+b2{abxp+a2ypbc(a2+b2)yp}=1a2+b2(abxp+a2ypbca2ypb2yp)=1a2+b2(abxpb2ypbc)=ba2+b2(axp+byp+c)(yqyp)2={ba2+b2(axp+byp+c)}2=(ba2+b2)2(axp+byp+c)2=(b)2(a2+b2)2(axp+byp+c)2=b2(a2+b2)2(axp+byp+c)2(xqxp)2+(yqyp)2=a2(a2+b2)2(axp+byp+c)2+b2(a2+b2)2(axp+byp+c)2={a2(a2+b2)2+b2(a2+b2)2}(axp+byp+c)2=a2+b2(a2+b2)2(axp+byp+c)2=1a2+b2(axp+byp+c)2=(axp+byp+c)2a2+b2(xqxp)2+(yqyp)2=(axp+byp+c)2a2+b2=|axp+byp+c|a2+b2 与えられるy=ax+bの形の場合,上記公式のb=1cbと表すことになる.よって公式は以下のように変わることになる. (xqxp)2+(yqyp)2=|axp+yp+b|a2+12

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