ベクトル方程式と円

平面上の定点 CC を OC⃗=(2,1)\vec{OC} = (2, 1) とする。∣OP⃗∣2−2 OC⃗⋅OP⃗=4|\vec{OP}|^2 - 2\,\vec{OC}\cdot\vec{OP} = 4 を満たす点 PP 全体はどのような図形か。中心と半径を答えよ。

この頁は既定のパラメータ(C の x 座標 = 2, C の y 座標 = 1, 定数 k = 4)での解答例です。

東北大学 2026年度 文系第3問 の形式を参考に作成したオリジナル問題です(実際の入試問題ではありません)。

解答

解説(ステップ)

  1. 1ベクトルの内積を使って平方完成します
    ∣OP⃗−c⃗∣2=k+∣c⃗∣2|\vec{OP}-\vec c|^2=k+|\vec c|^2
  2. 2右辺の符号で軌跡を分類します
    r2=9r^2 = 9
  3. 3中心 c、半径√r²の円です
    r=3r = 3

この解法は人手で実装し、単体テストで検証しています(自動生成の答案ではありません)。

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