座標空間にA(1,1,r),B(-1,1,r),C(-1,-1,r),D(1,-1,r)を頂点とする正方形ABCDがある。点P(p,q,r+1)から頂点A,B,C,Dに引いた直線の延長とxy平面の交点をそれぞれA',B',C',D'とするとき,以下の問いに答えなさい。ただし,p,qは実数,rは正の実数とする。 (1)四角形A'B'C'D'は正方形になるか。なるならばその理由と一辺を求めなさい。 (2)四角形A'B'C'D'の中心Q(対角線の交点)を求めなさい。 (3)p,qが、p^2+q^2=1を満たして変化するとき、四角錐P-A'B'C'D'の通過する部分の立体の体積およびABCD-A'B'C'D'に囲まれる部分の体積をそれぞれ求めなさい。
(1)、(2)ともベクトル方程式を使えば正方形であること、一辺r+1、Q(-pr,-qr,0)であることがわかりました。でも相似などの図形の性質を使えばもっと簡単になるような気がしますが、なかなか思いつきません。ベクトル方程式を使わない初等幾何的な解き方がありましたら教えていただけないでしょうか。それと(3)の方は全然わからないです。こちらも教えていただけないでしょうか。お願いします。
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No.9737 - 2010/02/10(Wed) 12:31:07
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