2直線の関係

2直線\(\ell_1,\ell_2\)が与えられたとき, それらの位置関係は次のようにまとめることができる.
特に,平行であるときと垂直に交わる場合について考察する.

\(\bullet\) 2直線 \(\ell_1 : y= m_1x+n_1\), \(\ell_2 : y= m_2x+n_2\) について,
\(\ell_1, \ell_2\)が平行 \(\Longleftrightarrow m_1=m_2\)

\(\ell_1, \ell_2\)が垂直 \(\Longleftrightarrow m_1m_2=-1\)
が成り立つ.

\(\bullet\) 2直線 \(\ell_1 : a_1x+b_1y+c_1=0\), \(\ell_2 : a_2x+b_2y+c_2=0\) について,
\(\ell_1, \ell_2\)が平行 \( \Longleftrightarrow \hspace{5pt} -\displaystyle\frac{a_1}{b_1}=-\frac{a_2}{b_2} \hspace{5pt} \Longleftrightarrow \hspace{5pt} a_1b_2-a_2b_1=0 \hspace{5pt} \Longleftrightarrow \hspace{5pt} a_1:b_1=a_2:b_2 \)

\(\ell_1, \ell_2\)が垂直 \( \Longleftrightarrow \hspace{5pt} \left(-\displaystyle\frac{a_1}{b_1}\right) \left(-\displaystyle\frac{a_2}{b_2}\right) =-1 \hspace{5pt} \Longleftrightarrow \hspace{5pt} a_1a_2+b_1b_2=0 \hspace{5pt} \Longleftrightarrow \hspace{5pt} a_1:b_1=b_2:-a_2 \)
が成り立つ.

最後に次の命題を証明する.
点\((x_1,y_1)\)を通り, 直線\(\ell:ax+by+c=0\)に平行,垂直な直線の方程式は, それぞれ,
平行: \(a(x-x_1)+b(y-y_1)=0\)
垂直: \(b(x-x_1)-a(y-y_1)=0\)
である.



PDF