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数学 高校生

方向ベクトルって括弧の中に縦で3つ書かないといけないのですか。皆さんはどう習いましたか。

(ア)座標空間において, 2点A(1, 2, 1), B(3, 5, 2)がある.直線 AB と平面 y=8 との交点の 4空間座標/直線,平面- ] である。 座標は、 (近大·理系) 値は 口である。 (立教大) 座標とベクトル 点Pの座標(x, y, z)と, 0を始点とするベクトル が対応する.成分計算のしかたは平面と同様で,和·差·実数 B OP=| 9 P 倍は成分ごとの和·差·実数倍である。 頭(ア)は,直線 AB 上の点Pを AP=tAB(tは実数)と表し,Pが平 面=8上の点になるときのtを求める,という方針で解く.Pがy=8上 にあるとは,Pのy座標が8であることだから, OP のy成分が8である。 たお、上のtを求めるのであるから, OP=(1-t)OA+tOB(tが2か 所に出てくる)よりも OP=OA+tAB (tが1か所のみ)とおく方がよい。 同一平面上のとらえ方 「AD=sAB+tAC(s, tは実数)と書ける」ととらえられる.各辺を成分 表示して比較し, sとtを求めよう。 tAB A, B, C, Dが同一平面上にあることは, AC A ミ解答 (ア)直線 AB上の点をPとすると, 1 /3 OP=OA +t AB= 1 2|+t 5 +t|3 GAP=tAB と表すことができて, OP=OA + AP=OA+tAB と表せる。これのy成分が8のとき, 2+3t=8 よってt=2となり,このときP(5, 8, 3) である。 (イ)A, B, Cを通る平面上にDがあるとき, 実数s, tを用いて '5 全OP=|2|+2|3=|8 3 2 1 AD=sAB+tAC すなわち =s| -1|+t 0 -3 GAB= 1 2 a-3, 0 3 3 AC 2 と書ける。エ成分,y成分を比較して, Js=0 lt=-1 2 2|= 0 「-2=s+2t 0=-s 3 -2 このとき,z成分について z-3=0·(-3)+(-1)·(-2) よって, z=2+3=5 04 演習題(解答は p.47) aを定数とする. 空間内の4点A(1, 0, 3), B(0, 4, -2), C(4, -3, 0), (-7+5a, 14-8a, z)が同じ平面上にあるとき, 1)zをaを用いて表せ。 (1) AD=sAB :(2) AP=uAB いてuとaを求め ) aの値を変化させたとき, 点Dは直線 AB上の点Pおよび直線 AC上の点Qを通 Qも同じで AQ= とおく。 231

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数学 高校生

数3青チャートです。黄色で囲んでいるところの因数分解の意味を教えてください。

34 重要 例題17 1の5乗根の利用 複素数 α(αキ1)を1の5乗根とする。 35 (4) a=1であるから,k=1, 2, 3, 4, 5に対して が成り立つ。 4(3)のaと同じ値。 α+1 (1)~ (3) 金称、 学習ア 全例題 数学I 1 =0 であることを示せ。 本 YA よって、a*(k=1, 2, 3, 4, 5) は方程式z*=1の解である。 ここで、a, a", α", α', α* (=1)は互いに異なるから,5次 方程式2-1=0の異なる5個の解である。 ゆえに、 すなわち 2-1=(z-1)(z-a)(z-a")(z-α')(zla')と 因数分解できる。 2-1=(z-1)(z'+z°+z°+z+1) である (z-a)(z-a")(z-a')(z-α')=z*+z+z+z+1 (1)を利用して、t=«+aはピ+t-1=0 を満たすことを示せ。 (2)を利用して, cos元の値を求めよ。 友 1V 2-1=(z-a)(z-α")(z-a')(z-a')(zlc') ェ+isin ェとするとき,(1-α)(1-α")(1-α°)(1-α')=5であ) の 注意 一般に、n次方程式は n個の解をもつ。 1章 数研 Lil ことを示せ。 3 から (1-a)(1-a)(1-)(1-α')=5 ほかに スマート 対応 ド 両辺にz=1を代入して 4a=1と(1)で導いた *++q°+a+1=0を利 用する。 指針> (1) aは1の5乗根一→ =1→(α-1)(α*+α°+α*+a+1)=0 阿(与式)=(1-a)(1-a')×(1-a)(1-a) 基本 15 =(1-a-a+a)(1-α'-α'+a) =(2-(a+a)}{2-(a'+«)} =2-(a+a°+α'+a)·2+α°+a^+a"+a? =4-(-1)-2+a+a'+a+a=6-1=5 く (2) a=1から, la|=1 すなわち aa=1が導かれるから,かくれた条件α=- を利 (3) a=cos- ニェ+isinそェとすると, aは1の5乗根の1つ。t=a+āを考え,(2)の組 α 果を利用 する。 (4) =1を利用して, α* (k=1, 2, 3, 4, 5)が方程式 z=1の異なる5個の解である ことを示す。これが示されるとき,2°-1=(z-a)(z-α")(z-α")(z-a')(z-a') が成 り立つことを利用する。 検討)重要例題17(4) に関する一般化 重要例題17(4)に関する考察は,一般の場合でも同様である。 2π tisin - (1-a)(1-a)(1-α')(1-α') に似た形、 1のn乗根の1つをα=cos- とすると、 n 2。 a, a", ……, a"-", α" (=1) はすべて互いに異なり、 1SkSnである自然数kに対して(α^)"=(α")*=1*=1 であるか ら、1, a, α", …, α"-1は n次方程式2"-1=0 の解である。 よって、z"-1=(z-1)(z-a)(z-α). (2-a"-1)と因数分解で きる。 一方,2"-1=(z-1)(2"-1+2"-2+……2+1)であるから、恒等式 解答 0 (1) a=1から -1=0 αキ1であるから α*+a°+a?+a+1=0 一般に 書の 両辺を a(キ0)で割ると 1 ;=0 a? Q ート (2) α=1 から laパ=1 le la|=1 [n は自然数]が成り立つ。 この恒等式は,初項1,公比 2, 項数nの等比数列の和 よって 動 が成り立つ。両辺に z=1を代入すると 学 ゆえに laf=1 すなわち αa=1 よって =- 4(右辺)=1×n 更に,両辺の絶対値をとると、|zizal=|z||2za| に注意して |1-a||1-a|… 11-α"-1|=n 0 ここで、P(a*) (k=0, 1, ……, n-1)とすると、|1-a^|は線分 P.P。の長さに等しいから, ① は を考えることで導かれる。 2+t-1=(α+@)。+(α+a)-1 =α"+α+2aa-1+(ā)°+ā 1 ゆえに P(a)|1 P(a) P(a)。 A(a+a) =+2aa+(a) 4(1)の結果を利用。 P(a) \1x =a"+a+2-1+ニ+ー-0 P.P,×P.P2×…×P.Pa-1デn 0 2 π十isin 元とすると,αはα'=1,αキ1 を満たす。 4a'=cos2x+isin2x=1 したがって,Oから次のことがわかる。 (3) α=COS - 半径1の円に内接する正n角形の1つの頂点から 他の頂点に引いた線分の長さの積はnに等しい。 このとき -cォーsing 2 "COS- -isin- よって,=α+α とすると!=2cos 元であり, (2) から +t-1=0が満たされる。 Aa+a=2×(aの実部) 練習 複素数 α=cosーェ+isin 元に対して 17 -1土/1°-4·1·(-1) -1±15 (1)(ア) α+α'+α"+α'+α°+α° イ) 1-e'1- +t-1=0の解は t= 2 の値を求めよ。 2 2Os 2カ= 5-1 4 (p.40 EX18。 -1+15 1ar (2) t=a+aとするとき, ピ+ピ-2tの値を求めよ。 t>0であるから t=2cos π= 5 ゆえに cos 2

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