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記事No.49791に関するスレッドです

★ (No Subject) / 東大夢見る浪人生
(1)からわかりません。
ベクトルは苦手なので、詳しく解答解説お願いします。

No.49791 - 2018/04/19(Thu) 18:23:45

☆ Re: / ヨッシー
(1)
OF=OB+BF において、
 BE=OC
 BF=(2/3)BE=(2/3)OC
以上より
 OF=b+(2/3)c

OG=OC+CG において
 CD=OA
 CG=(2/3)CD=(2/3)OA
以上より
 OG=c+(2/3)a

(2)
PがFGをt:(1−t) に内分する点とすると
 OP=(1−t)OF+tOG
   =(1−t){b+(2/3)c}+t{c+(2/3)a}
   =(2t/3)a+(1−t)b+(2/3+t/3)c    ・・・(i)
また、点Pは3点O,D,Eを通る平面上にあるので、r,sを実数として
 OP=rOD+sOE
の形に書けます。
 OD=a+c
 OE=b+c
より、
 OP=r(a+c)+s(b+c)
   =ra+sb+(s+r)c    ・・・(ii)
(i)(ii) が同じ点Pを表しているとき、a、b、c は一次独立なので、
係数を比較して、
 2t/3=r、1−t=s、2/3+t/3=s+r
これらを解いて
 2/3+t/3=1−t+2t/3
 2t/3=1/3
 t=1/2
よって、(i) より
 OP=(1/3)a+(1/2)b+(5/6)c

(3)
cos∠AOB=2/3=OB/OA より ∠OBA=90°であり、
四角形ABEDは、OBに垂直とわかります。
よって、PQは四角形ABEDに平行な平面に含まれる形になります。
点Pを通って、四角形ABEDに平行な平面がPQを含む平面であり、
この平面とOBの交点が点Qとなります。また、この平面はGDの中点Hを通り、
OQ:QB=CH:HD=5:1 より
 OQ=(5/6)b
となります。
 QP=OP−OQ={(1/3)a+(1/2)b+(5/6)c}−(5/6)b
   =(1/3)a−(1/3)b+(5/6)c
あらかじめ、a・b=3・2・(2/3)=4、a・c=b・c=0 を確認しておいて、
 |QP|^2=(1/9)|a|^2+(1/9)|b|^2+(25/36)|c|^2−(2/9)a・b
   =1+4/9+25/9−8/9=10/3
よって、PQ=√30/3

No.49792 - 2018/04/19(Thu) 19:16:38