・垂直条件 S.H氏
2直線 y=mx 、y=m’x が垂直であるための必要十分条件は、傾きの積が−1、即ち、
m・m’=−1 であることはよく知られた事実である。
大阪大学など近年の入試問題を見ていると、このような基本的事項の証明を問う問題が
花盛りである。その対策を兼ねて、証明のいろいろをまとめておこう。
以下で、O(0,0)、A(1,m)、B(1,m’)、H(1,0)、H’(m,0)、B’(m,mm’)とする。
(1) △OABに三平方の定理を適用
OA2+OB2=AB2 より、 1+m2+1+m’2=(m−m’)2 よって、 m・m’=−1
(2) ベクトルOA、OBの内積を計算
OA・OB=1+mm’=0 より、 m・m’=−1
(3) 複素数OAの回転を利用
(1+i・m)・i=−m+i より、 m’=1/(−m) よって、 m・m’=−1
(4) △OAH∽△BOH より、 m/1=1/(−m’) よって、 m・m’=−1
(5) △OAH≡△B’OH’ より、 −m’・m=1 よって、 m・m’=−1
他にもいろいろ証明があると思われるが、入試問題の解答例としては、(1)を採用するの
が無難だろう。