358一数学B
空間内の4点A, B, C, Dが AB=1, AC=2, AD=3, LBAC=ZCAD=60°, ZDAB=90
EX
29
を満たしている。この4点から等距離にある点をEとするとき,線分 AE の長さを求めよ。
EX
(大阪大)
31
HINT A を原点とする座標軸を導入し,まず条件から点B, C, D の座標を定める。
AB=1, AD=3, ZDAB=90°であ
るから,A(0, 0, 0), B(1, 0, 0),
D(0, 3, 0)となるように座標軸をと
ることができる。
C(x, y, 2) とすると,ZBAC=60°,
AB=1, AC=2から
ZABC=90°
点Cから」軸に垂線 CH を下ろすと,
ZCHA=90°, ZCAD=60°, AC=2から
また, AC=2 であるから
24
D
360
3 y
A
H
B 1
60°
そ(Cのx座標)
=(Bのx座標)
D -AH=1
よって x=1
(1
y=1
*+y°+z?=2°
2=±(2
C(1, 1, V2) または C(1, 1, -V2)
[1] C(1, 1, V2)のとき, E(か, q. r) とすると AE=BE=CE=DE から
AE=BE?=CE"=DE°
が+g°+r?=(カー1)°+q°+r
が+g°+r=(p-1)。+ (q-1)°+(rー、/2)?
が+q°+r=が+(q-3)°+r?
よって
12+12+z?=4
ゆえに
2
したがって
AE=BE? から
AE=CE? から
AE=DE? から
整理すると
-2カ+1=0, -2か-2q-2/2r+4=0, -6q+9=0
カー ー
これを解いて
3
よって )
1
3
E
2' 2'
p=
r=0
2'
q=
[2] C(1, 1, -V2)のときも, E(か, 9, r) とすると, [1] と同様にして
0-4-bニー
/10
1
p=
2
3
よって E)
3
2
2'2'
したがって
1
AE=
2
3
2
ニ
2
2