半径 r の球面上に 4 点 A,B,C,D がある.四面体 ABCD の各辺の長さは AB= 3 ,AC=AD=BC=BD=CD=2 を満たしている.このとき r の値を求めよ.
上記の問題で解答に 半径 r の球の中心を O とし,CD の中点を M とおくと,△ABM は 1 辺が 3 の正三角形 となる.さらに AB の中点を N とすると対称性より O は MN 上に存在する
とあるのですが、対称性から納得した形で理解できていません。たしかに△ABMは正三角形だし、OB=OC=OD=rだし、一番かかわっている三角形二つがともに二等辺三角形の△ACDと△BCDなので点Mから下した垂直二等分線がOを通るというのも対称性からといわれればそうなのかもという気はするのですがウームというかんじです。点AからBMに下した垂線の足はOを通らないんですよね・・・点Aから降ろした垂線の足がOを通らず点Mから下した垂線の足はOを通る。それは図形の対象性から・・・というかんじでいまいち理解できていません。自分でも思考を言語化しきれずにひどい文章になっているとは思うのですがこの問題で対称性とは具体的にどのように考えればいいのでしょうか?また対称性について考えるときに何かコツのようなものはないでしょうか?回答お待ちしています
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No.87351 - 2024/02/04(Sun) 00:26:02
| ☆ Re: / IT | | | 3 は、ルート3ですね。(私のPCでは文字化けしてます)
図を描くことと、箇条書き(少なくとも適当に改行する)にして質問された方が、お互い分かり易いと思います。
たしかに「対称性より・・」とだけ言われても、納得しづらいですね。 (出題の意図によっては減点されるかも)
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No.87352 - 2024/02/04(Sun) 08:50:35 |
| ☆ Re: / IT | | | 大きな流れとして(各理由は省略してます)
1:2点C,D から等距離にある点は、平面ABM上にある。
2:そのうち2点A,Bから等距離にある点は直線MN上にある。
3:球の中心Oは、4点A,B,C,Dから等距離にあるので直線MN上にある。
でどうでしょうか?
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No.87354 - 2024/02/04(Sun) 09:19:36 |
| ☆ Re: / 田中 | | | 2、3は理解できます。MNはABの垂直二等分線なのでMN上の点はA、Bから等距離という理由ですよね?
ただ1:2点C,D から等距離にある点は、平面ABM上にある。の具体的理由が文章化できないです。A、Bから等距離の点はMN上にある。MNはCDの垂直二等分線でもあるからその点はC、Dからも等距離。よってその点は球の中心Oである。ではダメなのですよね?
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No.87357 - 2024/02/04(Sun) 11:21:08 |
| ☆ Re: / IT | | | > ただ1:2点C,D から等距離にある点は、平面ABM上にある。の具体的理由が文章化できないです。
空間図形で、与えられた異なる2点から等距離にある点の集合は、どんなものか分かりますか?
> A、Bから等距離の点はMN上にある。 間違いです。
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No.87359 - 2024/02/04(Sun) 14:29:01 |
| ☆ Re: / 田中 | | | 空間図形で、与えられた異なる2点から等距離にある点の集合はその2点を仮にA、Bとすると線分ABを垂直にに等分する平面ですよね。理解できました。
間違えましたMNではなく直線MNですね。これだとあってますよね
理解できたと思います。回答ありがとうございました。
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No.87360 - 2024/02/04(Sun) 14:45:47 |
| ☆ Re: / IT | | | > > 間違えましたMNではなく直線MNですね。これだとあってますよね > 間違いです。 空間内では2点から等距離の点の集合は一平面であることを確認しました。
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No.87361 - 2024/02/04(Sun) 14:58:10 |
| ☆ Re: / 田中 | | | A、Bから等距離の点OはMNを含む平面上(ABを垂直にに等分する平面)に存在(仮に平面αとする)。ここで1より2点C,D から等距離にある点Oは、平面ABM上にある。よって平面ABMと平面αが交わる直線である直線MN上に点Oが存在する。 こういう感じでしょうか?
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No.87362 - 2024/02/04(Sun) 15:13:15 |
| ☆ Re: / IT | | | 理解しておられるようですが > ただ1:2点C,D から等距離にある点は、平面ABM上にある。の具体的理由が文章化できないです。
は、 「異なる3点A,B,M は、いずれも2点C,D から等距離にある。 したがって平面ABMは2点C,D から等距離にある点の集合である。」 とすると分かり易いかも知れません。
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No.87363 - 2024/02/04(Sun) 15:33:02 |
| ☆ Re: / 田中 | | | 理解できました。繰り返しの質問への回答ありがとうございました。
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No.87364 - 2024/02/04(Sun) 15:39:57 |
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