高校2年です。
Oを原点とする座標空間の3点を A(-1,2,-2),B(6,0,-3),C(-2,4,-1)とする。直線BC上に中心Pをもつ球面は、点Aを通りOA⊥APを満たす。この球面と直線BCの交点をE,Fとするとき、三角形OEFの面積を求めよ。
という問題なのですが、 直線BC:(x,y,z)=(6,0,-3)+t(-4,2,1)上の 点P(6-4t,2t,-3+t)に対して、↑AP⊥↑AOからt=3/2を求め、P(0,3,-3/2)であること。また、AP=3/2なので問題の球面の方程式が x^2+(y-3)^2+(z+3/2)^2=9/4 であることが分かりました。
その後、2点E,Fの座標を求めるため、再び直線BC上の点の座標を(6-4t,2t,-3+t)として、球面の方程式に代入して7t^2-21t+15=0 ∴t=(21±4√21)/14 まで求めたのですが、このあと、△OEFの面積を計算するには △OEF=1/2√{(OE^2×OF^2)-(↑OE・↑OF)^2}などを用いて地道に計算するしかないのでしょうか? 上で求めた2つのtをα、βとして、EのF座標をα、βで表して面積を計算し、最後にα+β=3,αβ=15/7を 代入すれば最終的に面積は求まると思うのですが、方針は以上のような形でよろしいでしょうか?
最初の段階で、違う観点(図形的な視点)から考えるべき問題なのではないかと思い、質問させていただきました(計算量が随分と多くなりそうなので)。
よろしくお願い致します。
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No.71988 - 2021/01/09(Sat) 14:10:36
| ☆ Re: 空間座標 / ヨッシー | | | EFは球の直径なので、3です。 Oから直線BCまでの距離が高さになります。 たとえば、Oを通って、BCに垂直な平面 −4x+2y+z=0 の式に、BCの式を代入すれば、OからBCに下ろした 垂線の足の座標が求められます。
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No.71989 - 2021/01/09(Sat) 14:47:01 |
| ☆ Re: 空間座標 / kei | | | ヨッシー様
ありがとうございます! とてもよくわかりました!
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No.71990 - 2021/01/09(Sat) 15:19:09 |
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