\documentclass[12pt]{jsarticle}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\setlength{\baselineskip}{22pt}
\begin{flushleft}
{\huge 1}
　平面上の2点$P(a, \, c)$，$Q(b, \, d)$に対して，1次変換
$\begin{pmatrix} x' \\ y' \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix}$
を考える．原点$O$を中心とする単位円$x^2+y^2=1$を$C$とする．
\begin{description}
\item[(1)]$P$，$Q$がともに$C$上にあり，ベクトル$\overrightarrow{OP}$と$\overrightarrow{OQ}$が直交するとき，
この1次変換は$C$上の任意の点を$C$上に移すことを示せ．
\item[(2)]逆に，この1次変換が$C$上の任意の点を$C$上に移すならば，
$P$，$Q$はともに$C$上の点であり，
かつベクトル$\overrightarrow{OP}$と$\overrightarrow{OQ}$は直交していることを示せ．
\end{description}
\end{flushleft}
\end{document}
