チェバの定理でよく重心法だとか天秤法だとかいうやりかたがありますが、これは三次元の立体に使えないのでしょうか?
使えるならばそれを使って解ける例題がほしいです。 よろしくおねがいします
|
No.29489 - 2014/11/01(Sat) 19:58:33
| ☆ Re: / ゃん | | | 抽象的過ぎました
例題1)三角形ABCがあり、∠Aの対辺,∠Bの対辺、∠Cの対辺上に点A1、B1,C1を取ります。AA1、BB1,CC1の三直線の交点をPとします。このとき □ベクトルAP=■ベクトルAB+△ベクトルAC このとき□、■、△の値はP,B,Cの添え字(重心法で使う重さに相当)が書かれます。これは平面の場合です。
例題2)次に四面体OABCを考えます Aから平面OBCに直線を延ばしその交点をPとします AP上にGがあり、ベクトル6OG=ベクトルOA+2ベクトルOB+2ベクトルOCと与えられています
このときベクトルOPを求めよという問題を重心法が使えると仮定して解いてみます。
例題1の結果からベクトルの係数と重りの重さは等しいのでした。ですからA,B,C、Gにそれぞれ1,2,2、6と添え字を振り、OGと三角形ABCの交点をHとするとHには三角形の内部ということでA、B、Cの添え字を足した1+2+2=5がかかれます。すると直線OGHに着目してOの添え字は1と決まります。次に直線AGHに着目してPの添え字は5、次に直線OPをのばしてBCの交点をDとするとDには4の添え字が書ける。ここでBとCの添え字を足したものがちょうどDの添え字と一致するのでDはBCの中点。これでOP:PDとBD:BCがわかったので ベクトルOP=(1/2)(→b+→c)*4/5と添え字をさっさと書いていけば10秒ぐらいで解けてしまいますが、この解法はいつでも通用するのでしょうか?たとえばDの添え字がB、Cの添え字の和とならなかったら本問は答えが出ないのですが、そういったことなどはあるのでしょうか?また、どういったケースでこの手法は使えるのでしょうか?
よろしくお願いします。 よろしくお願いします
|
No.29500 - 2014/11/02(Sun) 14:19:05 |
| ☆ Re: / ヨッシー | | | 上記の例題は、立体の問題のように見えますが、結局は △ABCにおける天秤法と、△ADOにおける天秤法の組合せです。 △ABC上の線分A−H−Dの比を継承しつつ、△ADOおよび点G,Pが 形成されているので、こういう場合は天秤法が使えますし、 Dの添え字はBとCの添え字の和となります。
|
No.29509 - 2014/11/03(Mon) 16:18:39 |
| ☆ Re: / ゃん | | | ありがとうございます。
△ABCにおける天秤法と、△ADOにおける天秤法の組み合わせとはおっしゃいますが、A,B,C、G、Hにそれぞれ1,2,2、6、5と添え字を振る、というのは平面の天秤法で説明可能でしょうか?
|
No.29522 - 2014/11/04(Tue) 21:35:17 |
| ☆ Re: / ヨッシー | | | 6OG=OA+2OB+2OC の一歩手前に 5OH=OA+2OB+2OC というのがあります。Hは、△ABCと同じ平面上の点です。 これだけで、A、B、C、H に1,2,2,5 がふれます。 またBCの中点Dには4がふられます。
次に△ADOにおいて A,H,Dに1,5,4 がふられていて OG:GH=5:1 なので、O,Gに1,6をふれば ちょうど良いことになります。 すると、Pには5がふられて OP=(4/5)OD =(2/5)(OB+OC) が得られます。
|
No.29523 - 2014/11/04(Tue) 23:57:13 |
| ☆ Re: / ゃん | | | ありがとうございます
6OG=OA+2OB+2OC の「一歩手前に」 5OH=OA+2OB+2OC というのがあります。
とありますが6OG=OA+2OB+2OCからはじまる話をしているのですが・・・百歩譲って5OH=OA+2OB+2OCから始まったとしてA,B,Cに1,2,2と添え字を振るというのは丸暗記するしかないのではありませんか?平面の重心法の組み合わせでどう説明できるのでしょうか?
|
No.29532 - 2014/11/06(Thu) 20:44:13 |
| ☆ Re: / ヨッシー | | | 「一歩手前に」というのは、言葉の綾で 6OG=OA+2OB+2OC を吟味する前に 5OH=OA+2OB+2OC を考えましょう、という意味です。
△ABCおよび、それと同一平面にある点Hがあり (s+t+u)OH=sOA+tOB+uOC という関係があるとします。 (右辺)=(s+t){s/(s+t)OA+t/(s+t)OB}+uOC ここで、ABをt:sに内分する点をDとすると (右辺)=(s+t)OD+uOC より、 OH=(s+t)/(s+t+u)OD+u/(s+t+u)OC となり、Hは、CDを(s+t):u に内分する点となります。
よって、A,B,Dにそれぞれ s、t、s+t をふり、C、D、Hに u、s+t、s+t+u をふればいいことになります。
|
No.29533 - 2014/11/06(Thu) 20:59:24 |
|