いつもお世話になります。次の問題の(3)(4)を教えてください。 (1)は0 (2)は2 と出ましたが、(3)(4)が分かりません。
空間内に時刻t(0≦t≦1/2)において動点P(x(t),y(t),z(t))が、次の条件を満たしている。 (?@)dx(t)/dt=z(t)-y(t)、dy(t)/dt=x(t)-z(t)、 dz(t)/dt=y(t)-x(t)、 (?A)(x(0),y(0),z(0))=(1,−1,0) (?B)x(t)>y(t),z(t)≦0 このとき、次の問に答えよ。 (1) x(t)+y(t)+z(t) を求めよ (2) (x(t))^2+(y(t))^2+(z(t))^2 を求めよ (3)∠AOP=θ(t) とするとき、sinθ(t)をz(t)を用いて表せ (4) θ(t)を求めよ
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No.38603 - 2016/08/18(Thu) 21:26:42
| ☆ Re: / ペンギン | | | No.38604 - 2016/08/18(Thu) 21:41:44 |
| ☆ Re: / アカシロトモ | | | ペンギンさん 申し訳ありません(?A)の表す点がAです お手数おかけいたしました。
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No.38605 - 2016/08/18(Thu) 23:04:16 |
| ☆ Re: / ペンギン | | | 図形的に考えます。 Pは半径√2の球上にあり、(1,1,1)と直交するベクトルです。 即ち、(1,1,1)と直交し原点を通る平面と、球との交線である円上にあります。 (1,-1,0)は円上にあるので、それと直交する円上のベクトルを求めると、 1/√3(1,1,-2) ここで、zが0以下のため、z成分が0未満のベクトルを求めました。 平面の場合と同様、円の方程式は、 cosθ(1,-1,0)+sinθ/√3(1,1,-2) よって、sinθ=√3z
あとは、例えばzの方程式に代入して、cosθで除算すると √3dθ/dt=-2 となりθが求まります。
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No.38608 - 2016/08/19(Fri) 06:47:45 |
| ☆ Re: / ペンギン | | | すみません。最後の二式を間違えました。 sinθ=-√3z/2
dθ/dt=√3 です。
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No.38609 - 2016/08/19(Fri) 06:55:34 |
| ☆ Re: / アカシロトモ | | | ペンギンさん
早朝からありがとうございます。 今から読ませていただいて勉強します。
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No.38610 - 2016/08/19(Fri) 07:19:14 |
| ☆ Re: / アカシロトモ | | | ペンギン さん
円上の点をもう1つ見つけるために、 A(1,-1,0)との内積が0で大きさ√2、𝑧座標がマイナス、の条件で 1/√3(1,1,-2)を求める,までは理解できましたが、 この2つのベクトルを用いて、円の方程式がcosθ(1,-1,0)+sinθ/√3(1,1,-2) と表せる理由を、朝から考えているのですが分かりません。 すみません、教えてください。
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No.38613 - 2016/08/19(Fri) 14:28:24 |
| ☆ Re: / ペンギン | | | 長さが等しく、互いに直交する2つのベクトルa,bを考えてみます。 acosθ+bsinθで表される曲線は、ノルムの2乗を計算すると常に|a|^2となるので、円上にあります。
特殊な例として、二次元平面のx軸、y軸方向の単位ベクトルをa,bとしてみると (cosθ,sinθ)となるので、イメージが湧きやすいかもしれません。
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No.38614 - 2016/08/19(Fri) 16:14:21 |
| ☆ Re: / アカシロトモ | | | ペンギン さん ありがとうございました。 もう一度考えてみます。
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No.38615 - 2016/08/19(Fri) 16:49:09 |
| ☆ Re: / アカシロトモ | | | ペンギンさん
円の方程式については、 教えていただいた式が証明できてよく分かりました。 あと、何度も申し訳ありませんが、 「zの方程式に代入してcosθで除算」とは、 dz/dt=(-2cosθ)/√3・(dθ/dt) 、dz/dt=y-x の2式でしょうか これからdθ/dt=√3が出てくるのでしょうか また、dθ/dt=√3 からはθ(t)=√3t+C θ(0)=0 よりC=0よって、θ(t)=√3tでよいでしょうか よろしくお願いいたします
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No.38616 - 2016/08/19(Fri) 17:44:54 |
| ☆ Re: / アカシロトモ | | | ペンギンさん
今、わかりました。先ほどの2式から答えが出ました。 おかげさまで解決しました。 ありがとうございました。
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No.38619 - 2016/08/19(Fri) 22:12:25 |
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