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Mathematics Senior High

(1)cosの求め方を教えてください (2)正弦定理使えますか?

重要 例題 141 四面体上の折れ線の最小値 11 四面体 ABCD があり, AB=BC=CA=8, AD=7 である。 COS ∠CAD= のとき、次のものを求めよ。 14 (1) 辺 CD の長さ 000 (2) ∠ACD の大きさ 基本 121,137 (3) 辺 AC上の点Eに対して, BE+ED の最小値 CHART & THINKING (1) (2) 辺 CD, ∠ACD 空間の問題 平面図形 (三角形) を取り出す を含むのは ACD (1), (2) 求めるものを含む三角形はどれかを 見極めよう。 A (3) 空間のままでは考えにくい。 △ABCと △ACDを1つの平面上に広げ, 平面図形と して考えよう。 E ⇒ B< D PE B (3) 辺 AC の D C まわりに広げる C 解答 (1) ACD において, 余弦定理により CD2=7+82-2・7・8cos∠CAD=25 CD> 0 であるから CD=5 (2) ACD に余弦定理を適用して A ( COS∠CAD= 11 8. 8 S)xS D B 82+52-72 COS ∠ACD= 8 2.8.5 2 C よって ∠ACD=60° 14 E A 1 (3) 右の図のように,平面上の四角 ← 四面体 ABCD の側面 8 形ABCD について考える。 7 3点B, E, D が1つの直線上に あるとき, BE+ED は最小になる。 よって, BCD において, 余弦 定理により B △ABC, △ACD を平面 上に広げる。 1 E D 8 60°60° 最短経路は展開図で 2 120°- 50 点を結ぶ線分になる。 C BD2=82+52-2・8・5cos <BCD=129 BD> 0 であるから BD=√129 <+2BCD = ∠ACB + ∠ACD=120° したがって, 求める最小値は √129 1 cos 120°--- 2 NFORMATION 折れ線の長さの最小値 3)BE+ED は折れ線の長さと考えられる。この長さは, 折れ線がまっすぐに伸び して線分になるとき最小となる。 2点間の距離の最小値は, 2点を結ぶ線分の長さ ACTICE 141 ■の長さがαの正四面体 OABCにおいて,辺AB, BC, OC それぞれ点P,Q,Rをとる。 頂点から,P,Q,R の順 点を通り、頂点Aに至る最短経路の長さを求めよ。うら 0 A P Q 1 R 11

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Mathematics Senior High

最後の解がYとXを使って表していたものがyとxを使って表されているのはなぜですか?

⑤ 図形と方程式 よって, 【III型 選択問題】(配点 40点) 0 を原点とする xy 平面上に, 0 と異なる2 点P(x, y), Q(X, Y) があり、 X X= x2+y2 =x(x2+12), Y= y =y(X2+12). x+y^ 1,2 (X, Y) =(0,0)より, X= XC x2+y2 Y = y x+y を満たしている. であるから, X2+Y=0 ((1) X2+Y2 を x, y を用いて表せまた, x, y を X, Y を用いて表せ. (2) 連立不等式 x= X X2+Y20 2 y= (x-1)+(y-1)≦2, Y X2+Y2. ... 3 【(x+1)+(y-1)^2 (2)(i) (1) より により表される領域から0を除いた部分をD とする. x2+y2= 1 X2+12 ④ である. (i) PD上を動くとき Q が動いてできる 領域を求め、図示せよ. (ii) a を正の定数とし, 点 (0, α) をAとす る. PD上を動くとき, 線分の長さの比 AP すなわち, の最小値をαを用いて表せ。 OP (x-1)+(y-1)^2, l(x+1)+(y-1)^≧2 [x2+y^2(x+y)≦0, [x2+y^+2(x-y)≧0 ② ③ ④ を代入すると, 【配点】 10点 (2)30点 (i) 14点 (i) 16点. 《設問別学力要素》 大問 分野 内容 配点 小間 配点 知識 技能 思考力 判断力 表現力 5 図形と方程式 40点(1) 10 O (2Xi) 14 O (2)(ii) 16 出題のねらい 1 X2+12 -2. X+Y 82+12 ≤0, 1 X2+Y2 ・+2・ X-Y X2+12 ≥0. ① より X2+Y°>0であるから, 1-2 (X+Y) ≦ 0, [ 1+2 (X-Y)≧0 すなわち, ある領域上を動く点Pについて 対応する点 Q が動く領域を求め図示することができるか, 線 分の長さの比を2点間の距離に書き換えて考察で きるかを確認する問題である. y=-x+1/2 YsX+, ((X,Y)≠(0,0)を満たす.) したがって, 求める領域は、 -x+ 解答 x (1) X=- Y y より, x+y x+y 12 XC + x+ x" + 2 +y (x2+y2)2 x+ により表される領域であり、図示すると次 図の網掛け部分になる. ただし, 境界はす べて含む.

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