直線の方程式を求めるツール
直線の方程式は、通る2点、または1点と傾きがわかれば求められます。このツールに数を入れると、y = mx + n の形、x切片、一般形、媒介変数表示、法線ベクトルがすぐに表示され、途中式も入力した数で確認できます。
計算例:与えられているもの: 2点 · 点1 – x₁ 1 · 点1 – y₁ 2 · 点2 – x₂ 4 · 点2 – y₂ 8 → 直線の方程式:y = 2x。出典:Wikipedia – Linear equation (Normalform y = mx + b, allgemeine Form, Punkt-Steigungs-Form)。更新日:
計算方法
平面上の直線は、ふつう傾き m とy切片 n を使って y = mx + n と表します。傾きは、右へ1進んだときにyがどれだけ増えるかを表し、nは直線がy軸と交わる点のyの値です。点 (1, 2) と (4, 8) なら、m = (8 − 2) ÷ (4 − 1) = 2、n = 2 − 2×1 = 0なので、y = 2x となります。
求め方
- 2点から:まず傾き m = (y₂ − y₁) ÷ (x₂ − x₁) を求め、次に n = y₁ − m・x₁ を計算します。2点のx座標が同じなら、直線は垂直で x = 定数 です。
- 1点と傾きから:n = y₁ − m・x₁ に代入するだけです。
- 一般形:A・x + B・y + C = 0 の形で、係数は約分した整数にします。垂直な直線も表せます。
- 媒介変数表示と法線ベクトル:媒介変数表示は方向ベクトル (x₂ − x₁, y₂ − y₁) を、もう一方は直線に垂直な法線ベクトル (A, B) を使います。
x切片・角度・検算
x切片はx軸との交点(y = 0)で、x = −n ÷ m です。傾きの角は α = arctan(m) で求めます。検算は、2点を方程式に代入して成り立つかを確かめます。「xのときのyの値」欄では、ほかの点も求められます。方向ベクトルやなす角、内積の計算はベクトル計算、放物線の零点は2次方程式、グラフの描画は関数グラフをご利用ください。
よくある質問
2点を通る直線の方程式はどう求めますか?
まず傾き m = (y₂ − y₁) ÷ (x₂ − x₁) を計算し、次に n = y₁ − m・x₁ を求めます。(1, 2) と (4, 8) なら m = 2、n = 0 で、y = 2x です。
1点と傾きから方程式を作るには?
mと点 (x₁, y₁) から n = y₁ − m・x₁ を求め、y = mx + n とします。m = 0.5、点 (2, 3) なら n = 2 で、y = 0.5x + 2 です。
直線の一般形とは何ですか?
A・x + B・y + C = 0(A、B、Cは整数)の形です。y = 2x は 2x − y = 0 になります。x = 3 のような垂直な直線も x − 3 = 0 と表せます。
x切片(零点)はどう求めますか?
y = 0 として x について解きます。x = −n ÷ m です。y = 2x − 4 なら、零点は x = 2 です。
2点のx座標が同じときはどうなりますか?
直線は垂直で、傾きはありません。方程式は x = 定数 となり、y = mx + n の形では表せません。
出典・根拠
- Wikipedia – Linear equation (Normalform y = mx + b, allgemeine Form, Punkt-Steigungs-Form)
- Wikipedia – Slope (2点からの傾き、傾斜角)
更新日: · 編集方針
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