円のベクトル方程式

170927 初版 170927 更新
 方程式は,等式で表された関係式のことです。
ベクトル方程式は,図形上の任意の点P の 位置ベクトル についての関係式です。

中心と半径が与えられた円のベクトル方程式

点C \((\overrightarrow{c})\) を中心として, 半径 r である 円のベクトル方程式を求めてみましょう。
P が円上にあることと \(\left|\overrightarrow{\rm CP}\right|=r\) であることは同値です。
点P の 位置ベクトル を \(\overrightarrow{p}\) とすると, 始点変更公式 によって, \(\overrightarrow{\rm CP}=\overrightarrow{p}-\overrightarrow{c}\) ですから,
\(\left|\overrightarrow{p}-\overrightarrow{c}\right|=r\) これが,Pの位置ベクトルについての方程式です。
座標との関係を考えてみます。
P (x, y), C(a, b ) とします。
\(\left|\overrightarrow{\rm CP}\right|=r\) は \((x-a)^2+(y-b)^2=r^2\) です。

直径が与えられた円のベクトル方程式

2点A \((\overrightarrow{a})\), B \((\overrightarrow{b})\) を直径の両端とする 円のベクトル方程式を求めてみましょう。
P が円上にあることと \(\overrightarrow{\rm AP}\cdot\overrightarrow{\rm BP}=0\) であることは同値です。
点P の 位置ベクトル を \(\overrightarrow{p}\) とすると, 始点変更公式 によって, \(\overrightarrow{\rm AP}=\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a}\), \(\overrightarrow{\rm BP}=\overrightarrow{p}-\overrightarrow{b}\) ですから,
\((\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a})\cdot (\overrightarrow{p}-\overrightarrow{b})=0\) これが,Pの位置ベクトルについての方程式です。