(増加減少を押すと、直線の傾きが変化します)
解答 (1) P, P', Q が題意の条件を満たしているとする。
P(s,s), P'(t,-t), Q(p,q) とおく。
直線 PA の方程式は
 (s-a)(y-b) - (s-b)(x-a) = 0 .... @
P' がこの直線上にあるので
 (s-a)(-t-b) - (s-b)(t-a) = 0
つまり -2st + a(s+t) - b(s-t) = 0 である。...A
また、ベクトルの満たす式より
 s + t = a + p
 s - t = b + q
が成り立っている。
よって
 p2 - q2 = (s + t - a)2 - (s - t - b)2
  = (s+t)2 - (s-t)2 - 2a(s+t) + 2b(s-t) + a2 - b2
  = a2 - b2   (Aより)

よって Q は方程式 x2 - y2 = a2 - b2 で与えられる曲線上にある。
a2 - b2 ≠ 0 なのでこの曲線は
与えられた 2 直線を漸近線に持つ双曲線である。
また 2s = a + b + p + q なので
2{(s-a)(q-b) - (s-b)(p-a)} = (-a+b+p+q)(q-b) - (a-b+p+q)(p-a)
  = (-a+p)(q-b) + (q+b)(q-b) - (-b+q)(p-a) - (p+a)(p-a)
  = q2 - b2 - p2 + a2 = 0
なので Q は直線 m 上にあることに注意しておこう。(@に注意)   続く
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