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数学 高校生

三角比の問題です。この(2)はヘロンの公式なしで解くことはできるのでしょうか?次ページのポイント解説にはヘロンの公式は余力があれば覚える程度で良いと書いてあるのですが…

合出 系の の向 の 向 116 三角比, ベクトルを中心にして 58 三角比の基本公式 mは正の数とする. 三角形 ABC において, AB=4, AC=m+1, BC=m+3 とし、三角形ABCの外接円の半径をR,内接円の半径を する、 (1)=5のとき、三角形ABCの面積Sを求めよ。 (2) =√2 となるようなm の値を求めよ. (3) T R となるようなmの値を求めよ。 3 (解答 >0において (大阪教育) 一辺の長さに文字が含まれているので、 形の成立条件」を確認している。 3辺の長さがα, b, cであるとき、三角 (3) (m+3)-(m+1)<4<(m+3)+(m+1) が成立するための条件は、 すなわち、 \b-cl<a<bte 2<4<2m+4 である. これは はつねに成り立つ、 (1)1=122 (a+b+c)=m+4 とすると, S=√1 (1-a) (1-b) (L-c) a<b+c 以下, a=m+3,b=m+1,c=4 とする. =√(m+4)・1・3・m =5を代入すると S=√9・1・3・5=3√15 b<c+α すなわち c<a+b をまとめたものである. a<bte b-c<a c-b<a これを満たしていないと三角形は作れない たとえば, 3, 5, 10 を3辺とする三角形は れない (10<3+5は成り立っていない) <別解: ヘロンの公式を使わなくても容易に解ける> m=5のとき, a=8, b=6,c=4である. 余弦定理より、 _6242-82 cos A=- 2.6.4-1 4 0° <A<180° より, sinA>0であるから, sinA=v1-cos?A=√1- 16 よって、 3 10 A 4=c, _m+1=6 1 √15 4 B m+3 8 S=1/23besinA=12.6.4.15- -=3v15 (2) 三角形ABCの面積Sは,内接円の半径と(1)のを用いて, S=11½ r(a+b+c) =rl (1)で,l=1/2(a+b+c)と定めている と表される (1) より, S=√3m(m+4), l=m+4であるから, v3m(m+4)=v2(m+4) 3m(m+4)=2(m+4)2 S=rlに代入した 3m=2(m+4) ∴.m=8

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数学 高校生

69 回答の4行目なんでAOベクトル勝手にSとT使って置き換えてるんですか? どこにもAOベクトルが内分してるところなくないですか?

18 4STEP数学Cベクトル 69 条件から 3,2, 60 よって =3x2cos60°=3 ゆえに,ABP-2AB.AO=0であるから (1-2s)|6|2-26-c=0 ||2-26 (sb+tc)=0 M N AO=sb+tc 10 6s+2t=3... ① (s,t) これに =3,1c3 を代入して整理す。よって =21612+2 C とおく。 |AO|=|AC-AO| から 左辺 =右辺 B 辺ABの中点をMとする |AO|=|AC-AO|2 と、点は△ABCの外心であるから OMLAB よって OMAB=0 OM-AM-AO ||2-2c (sb+tc)=0 ゆえに、 AC2-2ACAO=0であるから よって [AO|=|AC|2-2AC.AO+ とする。 AN: NB-u:(1-e) CM: MA=t:(1-0), BL: LC=s: (1-5). 74 (1) (x,y)= fを消去 エー AL-(1-s)b+ sc =-(so+tc) =(-s)b-ic よって -2sb-c+(1-2)²=0 =-b+(1-1) これに=3,d=2を代入して整理するN=AN-AC =ub-c BM-AM-AB =(1-te-b BL1-5 ない。 (x, y でも (2) (3 3s+4t=2 ...... ② であるから(2/23)=0 ①,②を解いてs=16,1/1/3 よって 1 - 10 ゆえに したがって これに =3=3を代入して整理すると 6s+2t=3 ・・・ ① 辺ACの中点をNとすると, 点Oは△ABCの 外心であるから ON⊥AC 70 AB=b, AD=dとすると BC=d, 7 AC=b+d₁ b よって ON-AC=0 BD=d-b ONAN-AO よって よって B 左辺 =2(|AB|2+|BC) = no 右辺 = |AC|2|BD|2=1+a2+16 であるから =10 12+2+1 AL+BM+CN =((1-s+se+-+(1-1))+(bc) =(u-s)b+(s-t)c ゆえに,AL+BM + CN=0 から (u-s)+(s-te=0 したがって では平行でないから u-s=0, s-t=0 s=t=" BL: LC=CM: MAAN:NB 73 直線上の任意の点を (x, y) とする。 (1) (x,y)=(3,5)+(1,2) から [x=3+t Ly=5+2t -+(-1))-70 を消去して 12-28 ゆえに 56.0 (12/21)=0_Ho = 2 (+||) よって したがって 左辺 =右辺 これにc=3=2を代入して整理すると 3s+4t=2 ...... ② 71 AB= b, AC=とすると ①,②を解いてs=14/0 800- したがってA=4100 別解 条件から ||=3, ||=2,1 Vc=3x2cos60°=3 AD= BD=AD-AB 25+€ 26+c AO=s+ic (s, tは実数) とおく。バ ABCの外心であるから Jnal-lol-locl 一言 3 x=3t -b+c Ly= 2+t 3 を消去して 1-80- 左辺2|82|8|2 1112 1-6+6121 =y-2から x=3v+6=0 x=3(y-2) 3-5から 2 2x-y-1=0 2x-3)=y-5 (2) (x,y)=(4.2)+(21) から [x=4+2t ly=-2-t を消去して =-y-2から よって x+2y=0 x-4=2(-y-2) (3)(x,y)=(02)+3,1)から ■ 18 第1章 平面上のベクトル □69 △ABCにおいて, AB=3, AC=2, ∠A=60° 外心をOとする。 AB=6, AC=とするとき, AOをこを用いて表せ。 7 ベクトル方 1 直線のベクトル トルをし 例題 7 △ABCの重心をG, 0 を任意の点とする。 このとき、次の等式が成 り立つことを証明せよ。 |指針 OA2=|OAP. OA°+OB2+OC'=AG2+BG2+CG2+3OG2 AG"=|OG-OA|=|OGF+JOAF-20G-DA 解答 OA=a, OB=6, OC=c, OG-g とすると 1. A(a) i A(x,y), tを消去す 注 2. 異なる2点 1 p=(1 右上の図 2 平面上の点の t

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数学 高校生

65⑴です 計算ミスが全く見つかりません誰か助けてください

5(α-22) + +(2+3)= (stat)+(325) st2t=4 2519728 (2)5=0差(3)-25+3t=13-2-25t3t=13 70=21 t=35=-2 の位置ベクトルを 3 + B₁ = 2122 C₁ = 2+22 212 +33 3 よう 28 +21h00) 85742 3 √650c = 20²+h 3. 第二バー場計+/ Date (3-3)2 + (3189) — 1 + 2 + 1 Z 1DP=PB=S=11-3) CP:PM==(1-とっとおくと、 OP = (1-5)=-3a²+sα OP = (1-+). 2+ + te --365+62 10-10t H85+325-5t ①代元 2t=8 モニ S=3+1一の 18(計6t)-3=5+-5 op= == 4 6+3t-3-50-5 ■ 16 第1章 平面上のベクトル ▽62 △ABCにおいて, 辺BCを21に外分する点 をP, 辺AB を 12 に内分する点を Q, 辺 CA の中点をRとする。 (1) 3点 P Q R は一直線上にあることを証明 (2) QR QP を求めよ。 ✓ 63 平行四辺形ABCD において, 辺AB を 3:2 に内分する点を P, 対角線 BD を 2:5に内分 する点をQとする。 (1)3点P, Q, Cは一直線上にあることを証明 せよ。 (2) PQ QC を求めよ。 64 △ABCにおいて, 辺 AB を 12 に内分する点 をD, 辺ACを3:1 に内分する点をEとし線 分 CD, BE の交点をPとする。 AB=6, B AC=C とするとき, APを6,こを用いて表せ。 し ✓ 65 OAB において, 辺OBの中点を M, 辺AB を 12 に内分する点をC, 辺OAを2:3に内分 する点を D, 線分 CM と線分 BD の交点をPと する。また, OA=d, OB= とする。 (1) OP a, 万を用いて表せ。 ヒント 63 1C2 (2)直線 OP と辺 AB の交点をQとするとき AQ QB を求めよ。 BA=d, BC=c を用いると, PQ と PC を表しやすい。 AM 16- -4STEP数学Cベクトル したがって AP=AB+8AE-5 8+1 6+8× =-9 65 (1) CP: PM =s:(1-s), T BP:PD=t: (10 すると OP =(1-3)OC+sOM 2a+b =(1-s 2 ① OP=1OD+(1-1)OB - ta+(1-1)b ①,②から 2 1-5 D1- AQ:QB= 参考 次の項目「ペクトル方程式」 下のことを用いてもよい。 点Pp) が2点A(a), B6) p=sa+tb. 3+1 点Qは直線 OP 上にある となる実数がある。 500+ 点Qは直線AB上にあるから *+1=1 P よってk=2012 よって 66 +26 1xa- AQ:QB= adでは平行でないから 21-5)=21, 2+5=1 =1-t に号を ②に代入して OP=×+ (1-5) (2)Qは直線OP 上にあるから, OQ=AOP と なる実数がある。 ③から OQ=ka+kb また, AQ: QB (1) とすると OQ= (1-wa+wb...... ⑤ ④ ⑤から ka+kb=(1-u)a+ub addでは平行でないから 1 これを解いて CD.OÉ = 0 である。 は長方形であるから OAOC=0である OA=a, OC=cと CD-OD-C =10-2 OE=OA+ =a+- OALOC から これと=3 CD.OE= =0 CD0, OE したがって

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数学 高校生

56⑵ なぜADが垂直かわからないのに勝手に高さと置いて比使ってるんですか?12対5のとこです。

■ 14 第 1 章 1-8710 56 2 A Nは一致 解答編 13 針■■■■ (2) △ABCの面積をSとして, △PBC. △PCA, △PABの面積をS で表す。 (1) AB=1, AC=c, AP=とする。 等式から 5p+46_T)+3(_ = 0 ゆえに p= 4+3c 12 = 7 4b+3c x 12 7 7 4b+3c = × 3+4 したがって, 辺BCを3:4に内分する点をDと すると、点Pは線分ADを7:5に内分する点で ある。 (2)△ABCの面積をSA APBC= -S CC2の中 とすると 5 12 17 , それぞ 7 PK △PCA= AADC 12 15 B3 D 12 =/s △PAB= -△ABD= D=1/2x9s=1/25 △PBC: △PCA:△PAB= I2S: 12 よって + ①の ペトル STEP B *52 ∠A=60°, AB=8, AC=5 である △ABCの内心をIとする。 AB AC = とするとき, AIを,こを用いて表せ。 53 △ABC の辺BC, CA, ABの中点をそれぞれ A1, B1, C, とし, 平面上 意の点0に対し, 線分 OA, OB, OC の中点をそれぞれ A2, B2, C2とすみ 線分A1A2, BiB2, CiC2 の中点は一致することを証明せよ。 *54 △ABCの重心をGとするとき,この平面上の任意の点Pに対して,等式 AP+BP-2CP=3GC が成り立つことを証明せよ。 55/ △ABCと点Pに対して,次の等式が成り立つとき,点Pの位置をいえ。 *(2) AP+BP+CP=0 *(1) PA+PB+PC=AB (3) PA+PC=AC 例題 5 △ABCと点Pに対して,等式 6AP+3BP+2CP=0が成り立つと き, 点Pはどのような位置にあるか。 指針等式からPの位置ベクトルを表す式を導き, その式からPがある線分の内分点である ことなどを判断する。 解答ではAに関する位置ベクトルを考えている。 ・・・ [解答 AB=6, AC=c, AP= とする。 6 ベクトルと図形 一直線上の点 2点A, B が異なるとき 点Pが直線AB上にあるAF ベクトルの相等 s, t, s', 'は実数とし, 0, 0 特に sa+t6=s' sa+tb=0 S OA=a, OB=6, OP=3a- 証明せよ。 ただし, a = 0, E OA=-2a, OB-4a, OC とき 次のことを証明せよ する。 (1)3点 0, A,Bは一直 *(3)3点B,D,Eは一 9 3(1, x), (x, 0), ( DA 分する点 57 AB=OB-OA =b-a =5:4:3 AP=OP_OẢ =(3a-26)-a =2a-26 =-26-a) よって AP=-2AB ゆえに、点Pは直線AB上にある。 J (08 注意 0, 0, aとは平行でないという 条件から, 直線AB の存在が認められる。 等式から 65+3(-5)+2(p-c)=0 よって b== 11、 したがって, 辺BC を2:3に内分する点をDとすると, 点Pは線分AD を 5:6 に内分する点 36+2c 5 36+2c5 11 36+2c × 5 11 2+3 B -2- T ✓56 ABC と点Pに対して, 等式 5AP+4BP+3CP=1 が成り立っている。 (1) 点Pの位置をいえ を求めよ。 (1) 2a+sb=ta-b *(3) c=a-26, d= (2)△PBC: △PCA: △PAB を求めよ。 61 △ABC の辺 AB, # C 52 53 56 線分AiAz, BiB2, CiC2 の各中点の位置ベクトルが一致することを示す。 (2)三角形の面積の比は, 底辺の長さが等しければ高さの比に等しく,高さが等しけれ ば底辺の長さの比に等しい。 角の二等分線の性質を利用。 △ABCにおいて,∠Aの二等分線と辺BCの交点をDと すると BD DC=AB: AC する。 更に, Ai A2, B2 とする。 こ ヒント 61 ABAB とな TAE+1-1+ B+ 58 (1) OB-4a=-20Ad る。 よって, 3点 0, A, B は一直線上にある。 (2) AC=OC-OA =(2a+46)-(-2a) =4(a+b)

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数学 高校生

53 なぜ位置ベクトル使って例えば、A=aベクトルにしたらダメなんですか?

(2,3)=(-1.2) 2/14-315 = (1+√3,5 ? AC = (1, (3) +12+12-13+ || 22 ■ 14 第1章 平面上のベクトル (2) B すると、OA22= ita a+22 A.A21 BB2CiCaの中点をそれぞれ、L,M,Nをすると c atate 4 となり一致する。 STEP B *52 ∠A=60°, AB=8, AC = 5 である △ABCの内心をⅠとする。 AB=6. AC=C とするとき, Ai を6,こを用いて表せ。 53 △ABCの辺BC, CA, ABの中点をそれぞれ A1, B1, C1 とし, 平面上の任 意の点0に対し, 線分 OA, OB, OCの中点をそれぞれ A2, B2, C2 とする。 線分AjAz, BiB2, CC2 の中点は一致することを証明せよ。 *54 △ABC の重心をGとするとき,この平面上の任意の点Pに対して,等式 AP+BP-2CP=3GC が成り立つことを証明せよ。 ✓ 55 △ABCと点Pに対して,次の等式が成り立つとき,点Pの位置をいえ。 *(1) PA+PB+PC=AB *(2) AP+BP+CP=0 (3) PA+PC=AC 例題 5 △ABCと点Pに対して, 等式 6AP+3BP+2CP=0が成り立つと き, 点Pはどのような位置にあるか。 指針等式からPの位置ベクトルを表す式を導き、 その式からPがある線分の内分点である ことなどを判断する。 解答ではAに関する位置ベクトルを考えている。 [解答 AB=1, AC=c, AP= とする。 65+3(-6)+2(-2)=6 36+2c5x3+2c5x36+2c 11 11 等式から よって 5 11 2+3 したがって, 辺BC を2:3に内分する点をDとすると, 点Pは線分AD を 5:6 に内分する点 B2- D C 12- 4STEP数学C ベクトル (+1)+(+1) +1/+1-1) =0 [別 AB=6,AC- とすると AD=2AB+ AC 1+2 BE=AE-AB =-6 CF-AF-AC よって JALAS In ek AD+BE+CF (6+1)+(-6)+(-) =(1+1)+(+1)=0 51 A, B, C,D,E,F の位置ベクトルを,それ ぞれa, b,c,d,e,とし,L,M,N,P,Q, Rの位置ベクトルを, それぞれ1,m,n,p.g. とする。このとき _a+6 2 m= 2 ate *=2-50 a p=d+e¸ q=e+³¸ 7 = 7+a 2 △LNQの重心Gの位置ベクトルをg とすると i+n+g g=- 3 1/a+b c+d = 52計画 内心は角の二等分線の交点であるから、 二等分線の性質が利用できる。 LAの二等分線と辺BCの交点をDとする。 BD:DC=AB: AC, AI ID=BA:80 ある。 ∠Aの二等分線と辺BC の交点をDとすると BD: DC=AB: よって =8:5 AC AD=5AB+8AC 8+5 50+8c OL-OA+OA b + c à IN 2 2 56 指針 ** (2) ABCの面積をSとL △PCA, △PABの面積を (1) AB=6. AC=c, AP=p c+a b 等式から5p+4p-b)+3 OM= OB,+OB₂ ゆえに [30 p=4b+3c - a+b D OC+OC2 ON=- 13 また, △ABCにおいて、余弦定理により BC" =82 +52-2×8×5cos60=49 BC 0 であるから よって BC=7 8x7 BD BO=13 BIは∠Bの二等分線であるから OL=OMON となるから、 L., MNは一致 する。すなわち、線分A1A2. B,B2 CC2の中 点は一致する 。 54 A, B, C. G.Pの位置ベクトルをそれぞ a,b,c.g, とする。 12 =1/2x4+3 7 745+= =123+ したがって,辺BCを3: すると、点Pは線分AD ある。 (2) △ABCの面積を S とする と APBC=12 APCA = AADC 8x7 AI: ID=BA BD=8: -=13:7 点Gは△ABCの重心であるから 13 a+b+c ゆえに AI=1347 AD=0x50+8 13 したがって 53 OA=a, OB=1, 左辺右辺 =AP+BP-2CP-3GC =(-a)+(-6)-2p-c)-3(c-g) = -a+b+c)+3g 5091 3x + =-(a+b+c)+3x_ OC=c とすると OB+OC OA₁ = B2 2 G b+c 2 よって 左辺=右辺 A02 A₁ OC+OA OB₁ = =(a+6+2)+(a+6+2 = d 55AB=6. AC=c, AP= とする。 -P+(b-p)+(c-p)= *56 △ABCと点Pに対して, 等式 5AP+4BP+3CP=0 が成り立っている。 (1) 点Pの位置をいえ。 (2)△PBC: △PCA: △PAB を求めよ。 セント 52角の二等分線の性質を利用。 △ABCにおいて,∠Aの二等分線と辺BCの交点をDと すると BD DC=AB: AC 53 線分 A1 A2, BiB2, CiC2 の各中点の位置ベクトルが一致することを示す。 ば底辺の長さの比に等しい。 56 (2)三角形の面積の比は、底辺の長さが等しければ高さの比に等しく,高さが等しけれ 3 2 ¹(a+b+c+d+e+1) △MPR の重心の位置ベクトルをとすると _mtptr g=" 1(b+c d+e +a\ "32" =(a+b+c+d+e+7) g=gとなるから,GとGは一致する。 6-3-5-(-6) APAB=12AABD APBC: APCA よって c+a 2 1等式から よって OA+OB OC= a+b したがって、点Pは辺 ACを12に内分する点 である。 OA また 02= 2 =2 2) 等式から P+(-b)+(p-2)=0 57 AB=OB-OA =b-a AP=OP-0A =(3a-26) =2a-26 =-26-2 よってAP= ゆえに、点Pは a0, b 条件から直 OB b よって 0B2= b= b+c 22 58 (1) OB=4- OC C OC-22 3)等式から したがって、点Pは△ABCの重心である。 -p+(c-p)=c よって、3点 (2) AC=OC- ここで, 線分A1A, B, B2, CiC2 の中点を、 そ れぞれ L, M, Nとすると よって p=o =(24+ したがって, 点PはAと一致する。 =400+

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