空間にA(−2,0,0)B(0,2,0)C(0,0,2)D(2,-1,0)がある。 点Dから平面ABCに下ろした垂線の足Hを求めよ
これをx/a+y/b+z/c=1(x軸、y軸、Z軸のy切片がa,b,cの平面)と点と平面の距離の公式を使った解法を教えてください。問題集などにはこの解法はなかなか載っていないので 途中を省略せずに解答解説の流れを一通り最初から最後まで書いてもらえると助かります。よろしくおねがいします。
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No.7661 - 2009/08/28(Fri) 21:14:04
| ☆ Re: 特別な平面の方程式 / ヨッシー | | | まず、ABCを通る平面の式は、上の公式通り、 -x/2+y/2+z/2=1 です。両辺2を掛けて -x+y+z-2=0 ・・・(1) としておきます。また、この平面の法線ベクトルの1つは (-1,1,1) で、その大きさは√(1^2+1^2+1^2)=√3 です。
一方、点Dから、(1) までの距離は、距離の公式より、 |-2-1+0-2|/√3=5/√3=(5/3)√3 よって、求める点Hは、点Dから、平面(1) の法線方向に (5/3)√3進んだ位置にあります。 法線方向で、大きさ(5/3)√3のベクトルは (-1,1,1) の 5/3 倍なので、 (-5/3,5/3,5/3) または (5/3,-5/3.-5/3) 点D(2,-1,0) にこれらを足した (1/3,2/3,5/3)、(11/3,-8/3,-5/3) のうち、平面(1)上にあるのは、(1/3,2/3,5/3)・・・答え
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No.7663 - 2009/08/28(Fri) 23:35:33 |
| ☆ Re: 特別な平面の方程式 / たく | | | ヨッシーさんありがとうございました。ところで、 x/a+y/b+z/c=1(x軸、y軸、Z軸のy切片がa,b,cの平面) が使えるときはこの回答が最速ですか?(距離の公式を無理やり使うというくくりを無くした場合は、という意味です)
どうかよろしくお願いします。
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No.7664 - 2009/08/28(Fri) 23:48:37 |
| ☆ Re: 特別な平面の方程式 / angel | | | 解答としての書きやすさを考えるなら、ベクトルの計算に持ち込んだ方がやりやすそうですが…。
平面ABCの方程式は、-x+y+z-2=0、法線ベクトル ↑n=(-1,1,1) ↑DH=t↑n なる t が存在するため、↑OH=↑OD+↑DH=(2-t,t-1,t) Hが平面ABC上にあるため、-(2-t)+(t-1)+t-2=0 ゆえに t=5/3 これより H の座標は (1/3,2/3,5/3)
結局やっていることは似ていますけどね。 解の候補が2つあるところから削るよりは、最初から解が1つなのでわかり易い、というのもあります。 ※距離の公式を使う場合でも、解を最初から1つに絞ることはできるのですが、解答として説明を書くが面倒くさそう
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No.7668 - 2009/08/29(Sat) 01:17:29 |
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