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数学 高校生

直線lの方向ベクトルはどうやって求めたのでしょうか? 直線lの式の分母から求まるのはなんとなく分かりましたが理屈が分かりません。

例題 74 直線と平面のなす角 x+3 空間に直線 Z: y+3 5 3 ★★★★ と平面 α:5x+4ay+3z = -2 がある。 (1)直線と平面αが平行であるとき, αの値を求めよ。 (2)直線と平面αのなす角が30° のとき, αの値を求めよ。 (3)直線と平面αが平行でないとき, 平面αはαの値によらず直線lと 定点Pで交わることを示し, その点の座標を求めよ。 RLL 思考プロセス 見方を変える -3 +Ha +DA (S) 例題73のように,平面 αと直線lの法線ベクトルのなす角を考えたいが, 直線の法線ベクトルは考えにくい。 (1) SA u DA 直線と平面αのなす角 D n →>> の方向ベクトル LMを a ← \αの法線ベクトル |のなす角を利用。 a 30% u (2) 法線ベクトルは, 向きが2通りある n (S 130° ことに注意する。 a n (1)直線の方向ベクトルuは 平面の法線ベクトルは 直線と平面αが平行のとき u = Action» 直線と平面のなす角は, 方向ベクトルと法線ベクトルのなす角を利用せよ 5,3,-4) OF IN の交点を N n = (5, 4a, 3) u_n (-)=o l/u, ain であるから 13 ゆえに、n= 12α+130 より a= (2)直線と平面αのなす角が30° のとき, 12 32 llla ⇔uin -3), D(m-6, 10が T とんのなす角0 (0° 0 180°)はま または 120° 130° 30° u⚫n 12a + 13 ☆☆☆☆ ここで coso= 内 un 50/16a2+34 内は2通りある。 1 12a + 13 32 よって、土 = を解くと a=1, 2 10/8a² + 17 7 AD-b 両辺を2乗して分母をは らう。 (3)直線を媒介変数t を用いて表すと x=5t-3, y = 3t-3, z = -4t ... ① 25(8a2+17) (12a+13)² 7a2 39a+32 = 0 (a-1)(7a-32) = 0 ①を平面 αの方程式に代入すると よってa=1, 5(5t-3)+4a(3t-3)+3(-4t)=-2 32 7 これを整理すると (12a+13)(t-1)=0 わる 直線と平面 αは平行でないから 12a+130 1となり、これを① に代入すると P(2, 0, -4) (1) より αの値によらず点Pを通

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数学 高校生

(2)の問いについてです。 定点となるMを右の写真の解のような形で表してはいけないのでしょうか。ダメな理由も教えていただけるとありがたいです

Check 例題 360 直線のベクトル方程式(1)円3 07*** (1) 異なる2点A(a),B() に対して, p=(1-t)+t6 (1) 表される図形はどのような図形か. (2) 3点A(a),B(b),C(c) を頂点とする △ABC がある. 辺ACを 21 に内分する点M () を通り,辺ABに平行な直線のベクトル 方程式をa, 6, こと媒介変数を用いて表せ 考え方 (1) ja+(-a) と変形すると,点P(j) は点Aを通り, ABに平行な直線上にあ ることがわかる (2)M(m)を通り、ABに平行な直線のベクトル方程式は,p=m+tAB と表せる。 解答 (1) = (1-1)+16=a+1(-a) 点P()は,点Aを通り b=a+1(6-9) 1 変化する 定点 A1=0 6-d=ABに平行な直線, すなわち直線AB上を動き, b-a a t=0 のとき, = より, 点Aの位置 t=1 のとき, = より,点Bの位置 t=1 B tが0から1まで変 わるとき、点Pは点 にある。 よって、求める図形は, 線分AB である. AからABの向き (2) 求める直線上の任意の点をP() とする.点M(㎡) に, Bまで動く。 a+2c は,辺ACを2:1 に内分する点だから, m= 3 求める直線は辺AB と平行だから,その方向ベクト ルは, AB (S-C A(a) よって,=m+tAB=+2c+(-a) P(p) (M(m) 3 すなわち, = (1/31) a1+1+1/2/30 B(b) c(c) AB JS Focus 点A(a)を通り, d に平行な直線のベクトル方程式は, p=a+td 2点A(a),B(b) を通る直線のベクトル方程式は, b=(1-t)a+tb とくに, t のとき, 線分AB を表す 足して1

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