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Mathematics Senior High

(1)の問題は平行な直線を答える問題なのになぜ平行ではないpで答えるのですか?

+25 +2011 3 例題 33 直線のベクトル方程式 D 出 ★★☆☆ 平面上の異なる3点0, A(a),B(b)において,次の直線を表すベクトル 方程式を求めよ。 ただし, 0, A,Bは一直線上にないものとする。 (1) 線分 OBの中点を通り, 直線ABに平行な直線18- (2)線分ABを2:1に内分する点を通り,直線ABに垂直な直線 3 平面上の位置ベクトル 思考プロセス 数学ⅡI 「図形と方程式」では, 直線の方程式は傾きと通る点から求めた。 Action» 直線のベクトル方程式は, 通る点と方向 (法線) ベクトルを考えよ 図で考える OP = (ア)点Cを通り, 直線ABに平行な直線上の 点Pは (ア) (イ) OC + t AB P B B 点Pは (イ)点Cを通り, 直線ABに垂直な直線上の CP AB = 0 NA NA C C ベクトル方程式は,a で表す。 解 (1) 線分 OBの中点を M とする。 A 求める直線の方向ベクトルはAB であるから, 求める直線上の点を P(b) とすると, tを媒介変数とし B P M ・求める直線は,直線AB に平行である。 OP=OM+tAB ・・・① 0 ここで OP = 1, OM = 6, AB = b−a |OM = OB=6 2 ①に代入すると 2 b = 1 ½ b+t(b− a) |AB=OBOA=a すなわち p=-ta+- 2t+1 2 (2) 線分ABを2:1に内分する点をC とする。 求める直線の法線ベクトル はAB であるから, 求める直線上の a+26 OC= 3 •P | 求める直線は, 直線AB A に垂直である。 B 1 点をP(b)とすると CP. AB = 0 ... 2 CPAB または CP = 0 これを ここで CP = OP-OC = - a+26 3 TAR AB=OB-OA=i-an ②に代入すると (pa+26). (b-a) = 0 (36-a-26) (-a)=0 としてもよい。 図 33 平面上の異なる3点A(a),B(b), C(c) がある。 線分ABの中点を通り,直 線 BC に平行な直線と垂直な直線のベクトル方程式を求めよ。 ただし, A, B, Cは一直線上にないものとする。 71 p.84 問題33

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Mathematics Senior High

(ア)の問題でなぜkとおけるのですか?

(1) AB=8, を AB, AC で表せ。 V (2) AOAB において, OA=d, OB=1とする。 (ア) ∠O を2等分するベクトルは, ることを示せ。 (+) (kは実数 と表され (イ) OA=2,OB=3, AB=4 のとき, ∠Oの二等分線と ∠Aの外角の二等分 線の交点をPとする。 このとき,OP を d, 方で表せ。 指針 (1) 三角形の内心は、3つの内角の二等分線の交点である。 次の「角の二等分線の定理」を利用し、 まずAD を AB, AC で表す。 右図で AD が △ABCの∠Aの二等分線 ⇒ BD:DC=AB: AC 次に, △ABD と ∠Bの二等分線 BI に注目。 B' 基本26 (2)Oの二等分線と辺 ABの交点をDとして,まずOD を a, b で表す。 [別解] ひし形の対角線が内角を2等分することを利用する解法も考えられる。 つ まり, OA'=1, OB'=1となる点 A', B' をそれぞれ半直線 OA, OB 上にとっ てひし形 OA'CB' を作ると, 点Cは ∠Oの二等分線上にあることに注目する。 (イ)(ア)の結果を利用して, 「OPをa, で2通りに表し, 係数比較」の方針で。 → ACOA となる点Cをとり、(ア)の 点Pは∠Aの外角の二等分線上にある 結果を使うとAPはa, で表される。 OP = OA+APに注目。 AO (1)△ABCの∠Aの二等分線と辺BCの交点をDとすると Cの二等分線と辺 BD:DC=AB:AC=8:5 ABの交点をEとし 答 5AB + 8AC { AE: EB=5:7, よって AD= 13 8 56 また, BD=7• = であるから 13 13 56 AI: ID=BA:BD=8: =13:7 70-TO-HA 13 ゆえに 13 AI-202AD=122.5AB+8AC-1AB+/AC 13 20 20 13 4. (2)(ア∠Oの二等分線と辺 AB の交点をDとすると AD:DB=0A:OB=||:|| 3 =2:3 このことを利用して 角の二等分線の定理 を2回用いると求め られる。 角の二等分線の定理 を利用する解法。 0=-8 15 EI: IC= : 5 10 B 7 D もよい。 ゆえにOD= |6|0A+|a|OB aba 方 = lal+161 + a+b a b 16 ab される。 求めるベクトルは,t を t≠0 である実数としてOD と表 t=kとおくと, 求めるベクトルは |a|+|6| + 6 (kは実数 k≠0) 161 A a a tOD= a+ba 0

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