一般形 (直線の方程式) From Wikipedia, the free encyclopedia 一般形(いっぱんけい、英: General form of the equation of a line)は、平面幾何学において直線を2変数の一次方程式として表す形式の一つである。 通常、以下の形式で記述される: a x + b y + c = 0 {\displaystyle ax+by+c=0} ここで、 a , b , c {\displaystyle a,b,c} は実数の定数であり、 a {\displaystyle a} と b {\displaystyle b} の少なくとも一方は 0 ではない( a 2 + b 2 ≠ 0 {\displaystyle a^{2}+b^{2}\neq 0} )。 一般形は、中学数学等で広く用いられる基本形(または傾き・切片標準形: y = m x + n {\displaystyle y=mx+n} )に対して以下の利点を持つ。 すべての直線の表現 基本形では、傾きが定義できない y {\displaystyle y} 軸に平行な直線( x = k {\displaystyle x=k} )を表すことができない。一方、一般形では b = 0 {\displaystyle b=0} とすることで、あらゆる向きの直線を一つの形式で記述可能である。 計算の汎用性 点と直線の距離の公式や、2直線の交点を求めるための線型方程式系(連立方程式)において、座標軸による分岐を必要としない。 幾何学的性質 法線ベクトル 一般形 a x + b y + c = 0 {\displaystyle ax+by+c=0} の係数からなるベクトル n → = ( a , b ) {\displaystyle {\vec {n}}=(a,b)} は、その直線に対して垂直な法線ベクトルとなる。この性質は、ベクトルを用いた図形問題の解決に頻用される。 2直線の関係 2つの直線 L 1 : a 1 x + b 1 y + c 1 = 0 {\displaystyle L_{1}:a_{1}x+b_{1}y+c_{1}=0} と L 2 : a 2 x + b 2 y + c 2 = 0 {\displaystyle L_{2}:a_{2}x+b_{2}y+c_{2}=0} について: 平行条件: a 1 b 2 − a 2 b 1 = 0 {\displaystyle a_{1}b_{2}-a_{2}b_{1}=0} 垂直条件: a 1 a 2 + b 1 b 2 = 0 {\displaystyle a_{1}a_{2}+b_{1}b_{2}=0} 座標変換 一般形 a x + b y + c = 0 {\displaystyle ax+by+c=0} から他の形式へは以下のように変換できる。 基本形( b ≠ 0 {\displaystyle b\neq 0} のとき): y = − a b x − c b {\displaystyle y=-{\frac {a}{b}}x-{\frac {c}{b}}} 切片形( a , b , c ≠ 0 {\displaystyle a,b,c\neq 0} のとき): x − c / a + y − c / b = 1 {\displaystyle {\frac {x}{-c/a}}+{\frac {y}{-c/b}}=1} 高次元への拡張 3次元空間における一般形に相当する方程式 a x + b y + c z + d = 0 {\displaystyle ax+by+cz+d=0} は、直線ではなく平面(超平面)を表す。3次元以上の空間において直線を一般形で表すには、2つ以上の(一次独立な)超平面の方程式の連立として記述する必要がある。 関連項目 直線 一次方程式 法線 線型代数学 Related Articles