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数学 高校生

右側の別解についての質問です。 pベクトルのx/y/z座標を、それぞれ (pの長さ)×(pベクトルがx/y/z軸となす角) で示すことができるのは何故ですか?

重要 例題 54 ベクトルと座標軸のなす角 空間において,大きさが4で,x軸の正の向きとなす角が60° 軸の正の向きと 00000 なす角が45° であるようなベクトル」を求めよ。 また, かがy軸の正の向きとな す角0を求めよ。 指針(軸の正の向きとなす角)=(●軸の向きの基本ベクトルとなす角) と考えるとよい。すなわち, i=(1,0,0), z=(0, 1,0), 蔚=(0, 0,1), =(x,y,z)として,まず内積 per, pies を考え,x, zの値を求める。 ( 解答 (1, 0, 0), (0, 1, 0), es=(0, 0, 1), p=(x, y, z) とするとpe=xe pes=z 15 P また bet=|||e|cos60°=4×1×1/2/4②2) ! p.es = |p|les|cos 45°=4×1×- x=2,z=2√2 よって このとき |=22+y^+(2√2)=2+12 16 であるから y2=4 ここで ゆえに pez y y cos0= |lleal 4x1=4 |||ez| 4×1 =2√2 y=±2 =/20 [0] ゆえに,y=2のとき, cos0= 12/2 であるから 0=60° 181 38 y=-2のとき, Cos0=1/12 であるから 8=120° -d したがって =(2,2,2√2)=60°または p=(2, -2, 2√2), 0=120° から cosa= COS y= 160_ x 45° 0140 ALTO a=(a1,a2, as) に対して,こがx軸、y軸, z 軸の正の向きとそれぞ れなす角を α, B,Yとすると,斜辺の長さが| である3つの直角三角形 a222 ........・ A3 である。 このとき, COS α, Tala 2 a1 a Talt cos B=- 11'4 だ 4 COS β, cosy をこの方向余弦という。 また, la=a²+a2²+as² であるから, cos' a+cos' β+cos'y=1 が成り 立つ。 AZ O [別解 p=(4 cos 60°, 4 cos 0,[) 4cos 45°) ||=4であるか 5 22+16cos²0+ (2√2)=42 よって, cos'=-から 4 cos0=± これから, 0, を求める。 na 基本51 x (1) (s) a3 AZ Jel N Y- á B 0 azy 465 2章 8 空間のベクトルの内積

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数学 高校生

(4)と(5)はどうやったら文字の入る場所がわかるのですか?

基礎問 172 第6章 順列・組合せ 103 順列(I) (場所指定) equation のすべての文字を用いて, 順列をつくる.このとき, 次のようなものは何通りあるか. (1) e, n が両端にあるもの. (2) q, u, a がとなりあっているもの. (3) q, u がとなりあっていないもの. (4) t, i, o, n の順がこのままのもの。 (5) ga より左にあり, tがaより右にあるもの. (1) 8種類の文字のうち, 2種類の文字に条件がついています ( 場 所指定) こういう場合は、条件のついた部分を優先して考えて いくのが常道です。 (2) となりあう まとめて1つと考えたあと, その中で入れかえを考える. (3) この問題ではとなりあわない=全体となりあう と考えてもよいのですが, 一般的には無関係なものを並べ, 間に入れ込むと 考えた方がよいでしょう. (4) 順序指定 とりあえず場所指定 (5) (4)と同じです。 とりあえず場所指定です. 精講 解答 (1) e, n の入り方は2通り。 その他の 10q, u, a, t, i, o 文字はふつうに並べればよい (右図参 照)ので, 2×6!=1440 (通り) 同時に起こるので積 100 -e またはn (2) q, u, a をまとめて1つと考えれば e,tion (右図参照), 全体は6個の文字と考え られる. その並べ方は6! 通り. そのおのお のに対して,q, u, a の入れかえが3! 通りあるので, 6!×3!=4320 (通り) q, u,aをまとめたもの (3) q, u以外の6文字の並 べ方は6通り 6文字を並べたあとに, それらの間と両端の7か所 ② ポイント 4 から2か所を選んで, q と u を並べるので, その並べ方は, P2通り. 6!X,P2=6!×7×6=30240 (通り) (別解) (2)と同様に q と uがとなりあうものは7!×2通り. よって, となりあわないものは, 全体が8! 通りだから 8!-7!×2=7!×(8-2)=7!×6=30240 (通り) (4) t, i, o, n の入る場所の200000 選び方は C4 通り. その場 所が1つ決まったとき, t, i, on のおき方は1通り。 また,残りの4文字の並べ方は 4!通り. ... C4×1×4=1680 (通り) (5) q, a,t の入る場所の選 00002020 び方は 8C3 通り,入る場所 演習問題 103 q, u以外の6文字 7つから2つ選んで q と u を入れる が1つ決まったとき, q, a, tのおき方は1通り. また, 残り 5文字の並べ方は 5. 通り. . .gC3×1×5!=6720 (通り) [ Ⅰ. 条件のきびしいところが優先 Ⅱ. となりあう ⇒ ひとまとめ ⅡI. となりあわない間に入れる ⅣV. 順序指定 場所指定 173 -t,i,o,nが入る場所 q.a.tが入る場所 JUNPEIの6文字すべてを用いて順列をつくるとき、次のよう なものは何個あるか. (1) 子音 (J, N, P) が両端にあるもの. (2) P, E, I がとなりあっているもの (3) J,U,Nがどの2つもとなりあっていないもの. (4) 母音 (U,E, I) がこの順に並んでいるもの. 第6章

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