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記事No.5206に関するスレッドです

(No Subject) / ごんた [甲信越] [高校1年生]
またわからないところが出てしまいました;;
質問させていただきます;;

点A(5,4,2)を中心とする半径7の球面Sがある。原点Oからベクトルu=(1,1、−2)
の向きに出た光線が球面S上の点B(2,2、−4)で反射され、球面所の点Cに達した。
点Cは直線ABで作られる平面上にあり、直線ABは∠OBCを2等分する。
Bで反射した光線の方向ベクトルを(13、11、−2)とする。

Cの座標を求めよ。

点Cは平面OAB上にあるので、ベクトルOC=tベクトルOA+sベクトルOB=(5t+2s、4t+2s、2t−4s)---?@

またベクトルAB=(3、2、6)で、点C=(x、y、z)と置くと、

(3,2,6)・(x、y、z)=3x+2y+6z=0----?A

x=5t+2s
y=4t+2s
z=2t−4sより、35t−14s=0----?B

また、ベクトルOC=(13k、11k、−2k)と置く。----?C

?@=?C、?Bより求めようとしたのですが、うまくいかなかったです;;

アドバイスいただけないでしょうか??

No.5206 - 2010/07/09(Fri) 16:21:52

Re: / おむすびころりん [九州] [塾講師]

> 点Cは平面OAB上にあるので、
> ベクトルOC=tベクトルOA+sベクトルOB=(5t+2s、4t+2s、2t−4s)---?@


これ自体はおかしくありません。
が、点Cの座標を求めるだけなら、定数(文字)を1つだけ用いて求めることができます。

> またベクトルAB=(3、2、6)で、点C=(x、y、z)と置くと、
> (3,2,6)・(x、y、z)=3x+2y+6z=0----?A


↑AB=(3, 2, 6)ではありません。
点Bの座標=↑OB=↑OA+↑AB=点Aの座標+↑AB=(5, 4, 2)+(3, 2, 6)=(8, 6, 8)となり、
点Bの座標(2, 2, −4)が得られません。

また、仮に↑AB=(3, 2, 6)が正しいとしても、
式?Aが表す↑AB・↑OC=0 つまり、AB⊥OCは成り立っていません。

> また、ベクトルOC=(13k、11k、−2k)と置く。----?C

こちらも、↑OC=(13k, 11k, −2k)とはなりません。
ただし、(13k, 11k, −2k)を使って考えていくとよいでしょう。

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↑□C=(13k, 11k, −2k)(ただし、k≠0)とおくと、  ← □はある点(を表す文字)です。
点Cの座標=↑OC=↑O□+↑□C=点□の座標+(13k, 11k, −2k)=(…, …, …)と表すことができます。
(それぞれの…はkを含む式です。)

点Cは球面S上に存在するので、
先ほど計算した、点Cのx, y, z各座標を球面Sを表す方程式に代入して、
kについての方程式(大きな数字がでてきますが、簡単な2次方程式に整理できます。)を解くと、
kの値が2つ(一方の値は不適で、もう一方の値を用いて点Cの座標が求められます。)得られます。

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ごんたさん、学年は合っていますか?

No.5210 - 2010/07/11(Sun) 12:39:19