\documentclass[12pt]{jsarticle}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\setlength{\baselineskip}{22pt}
\begin{flushleft}
{\huge 1}
　座標空間において，点$C(0, \, 0, \, 1)$を中心とする半径1の球面$S$
\[ x^2+y^2+{(z-1)}^2=1 \]
を考える．
点$C$と$S$上の点$P(x_1, \, y_1, \, z_1)$（ただし，$z_1\neq1$）を通る直線が
$xy$平面と交わる点を$Q(u, \, v, \, 0)$とする．
つぎの各問に答えよ．
\begin{description}
\item[(1)]$u$と$v$をそれぞれ$x_1$，$y_1$，$z_1$を用いて表せ．
\item[(2)]点$P$が$S$上の$z<1$の部分を動くとき，
点$Q$は$xy$平面全体を動くことを証明せよ．
\item[(3)]点$P$が$S$上の
\[ z<1\text{かつ}x=a \hspace{1zw} (a\text{は}0<a<1\text{を満たす定数}) \]
の部分を動くとき，点$Q$が描く図形の方程式を求めよ．
\end{description}
\end{flushleft}
\end{document}
