3 点が一直線に並ぶかはどこを見れば分かるのか?ベクトルで書く条件
、、 は一直線上に並んでいます。、 で、 だからです[1]。
同じ点から出る 2 本の矢印が平行なら、3 点は一直線に並ぶ。逆に、平行でなければ三角形ができます。
判定に使うのは実数 が 1 つ見つかるかどうか。角度も距離も測りません。
一直線上にある条件
異なる 3 点 、、 について、 と を作ります。
この 2 本が平行、つまり実数 を使って次のように書けるとき、3 点は一直線上に並びます[1,3]。
始点は に限りません。 と で比べても、同じ判定になります。
、つまり と が同じ点だと、この式では判定できません。異なる 2 点を選びます。
例:座標で判定する
、、 を調べます。、 です。
成分が 、 成分が 。どちらも同じ で成り立つので一直線上にあります。
片方だけ合っても足りません。2 つの成分が同じ でそろうことを確かめます。
例:一直線上にない場合
を に替えます。 です。
成分からは 、 成分からは 。食い違うので一直線上にはありません。
たすきに掛けて引く方法でも判定できます。 で ではないので、平行ではない。
例:一直線になるように文字を決める
、、 が一直線上に並ぶ を求めます。
です。 成分から で 。
成分は なので になります。 で合っている。
たすきに掛ける形なら から直接 。どちらでも同じ答えです。

係数の和が 1 でも書ける
原点 をとり、、、 の位置ベクトルを 、、 とします。
は 。整理すると次の形になります。
と の係数の和は 。3 点が一直線に並ぶことと、係数の和が になることが同じ意味になります[2]。
を消して和だけを見ればよいので、この形のほうが速い場面が多くあります。
例:和が 1 かどうかで判定する
とします。係数の和は 。
は直線 上にあります。どちらの係数も正なので、線分 の内部です。
なら和は で、 も直線 上。ただし係数に負があるので線分の外に出ます。
は和が 。 ではないので直線 上にありません。

例:係数から内分の比を読む
とします。和は なので直線 上。
の係数が なので、 です。
になります。 の係数と の係数を、比の後ろと前に入れかえて読む。
例:直線上にあることから文字を決める
が直線 上にあるとします。
係数の和が になればよいので、。分母を払って です。
になります。未知数が 1 つなら、和が という条件だけで決まる。
例:一直線であることを証明する
三角形 で、、 とします。、 と、線分 の中点 は一直線上でしょうか。
です。、。
が の実数倍になるかを見ます。 の係数は と で比が 、 の係数は と で比が 。
比が食い違うので、実数倍にはなりません。一直線上にはない、が答えです[4]。
例:始点を変えても同じ
さきほどの 、、 を を始点にして調べます。、。
です。 の値は を始点にしたときの と違いますが、一直線という結論は変わりません。
の値そのものは始点の選び方で変わる。判定に使うのは「実数 が存在するか」だけです。
2 つの書き方
座標が与えられているときに速い。成分ごとに を出して見比べる
位置ベクトルの式が与えられているときに速い。 を出さずに済む
座標なら前者、 と の式なら後者。与えられた形のまま扱えるほうを選びます。
が直線 上にあるとき、 はいくつですか。
よくある誤り
矢印が実数倍になっているか、係数の和が か。同じことを 2 通りの形で確かめているだけです。
参考文献
[1] が 3 点が一直線に並ぶ条件、[2] が係数の和が になる組み合わせ、[3] が実数倍と平行の関係、[4] が平行でない 2 本で係数を比べられることです。











係数の和が 1 になればよいので 35+t=1 です。移項して t=1−35=−32 になります。負の値ですが、直線 AB 上にはあります。線分 AB の外側に出るだけ。