| はじめまして秋月と申します。宜しくお願いします。
【問題】 4点A(0.−1.0)、B(0,1,0)、C(3,0,3)、D(3,0,−3) を頂点とする四面体ABCDについて下記の問いに答えなさい。
(1)この四面体ABCDを平面x=kで切った切り口が正方形となるようにkの値を定めなさい。
(2)(1)で求めた平面x=kによって四面体ABCDを二つに分けたとき、2つの 部分の体積の比を求めなさい。
【答】 (1)k=3/4 (2)5:27
≪質問≫ (1)については、平面x=kとAC、AD、BC、BDとの交点をそれぞれ P、Q、R、Sとし、Оを始点とする位置ベクトルを用いてこれらの座標を求めた後、 四角形PQSRにおいて対角線PSとQRを考え、 ベクトルPSとベクトルQRの内積=0だけを使ってkの値を出しました。 結果は合ってはいるのですが、これだけで正方形の条件になるのかと言われれば 自信がありません。
(2)については、体積を求めるところからして手が出ませんでした。
(1)と(2)についてどなたかよろしくおねがいします。
※出典は分かりませんでした。
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No.6594 - 2011/11/04(Fri) 23:42:15
| ☆ Re: 空間図形 / londontraffic [教育関係者] | | | | こんばんは.londontrafficと申します. 早速いきましょう!
>これだけで正方形の条件になるのかと言われれば自信がありません。 そう思うのが素晴らしいですよ. 心配なので,k=3/4を代入したときのP,Q,R,Sの座標から,正方形になることを確かめたらいかがでしょう. 「2つの対角線が垂直に交わる」のは正方形の必要条件なので,確かめで十分条件とできますから.
(2)については是非自力でチャレンジしてもらいたいので,ヒントを書きますね. ・四面体はxy平面で対称なので,z≧0で考える. ・z平面に平行で,2点P,Rを通る平面をαとする.四面体のz≧0かつx≧3/4の部分をαで切り,三角柱と三角錐に分割し,それぞれの体積を求める.
書き込みの内容を見ていると,自力で解ける力をお持ちだと思われます. もしダメなら,その旨カキコしてくださいね.
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No.6595 - 2011/11/05(Sat) 20:30:49 |
| ☆ Re: 空間図形 / 秋月 ♂ [東北] [浪人生] | | | | 秋月です。回答ありがとうございます。
(1)に関しては納得いたしました。
(2)に関しては 図をかくと題意の立体図形はxy軸に対称で、かつzx軸にも対称なので x≧0、y≧0、z≧0の範囲に絞った図でこれからやってみます。
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No.6596 - 2011/11/05(Sat) 23:19:51 |
| ☆ Re: 空間図形 / 秋月 ♂ [東北] [浪人生] | | | | 秋月です。相当回答が遅れて申し訳ありませんでした。 問題は解決いたしました。ありがとうございました。
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No.6626 - 2011/11/19(Sat) 19:43:54 |
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