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数学 高校生

ベクトル方程式は3つ種類があると思うのですが、どうやって使い分けたらいいのか分かりません。

432 5 ベクトル方程式 基本事項 I 直線のベクトル方程式 直線上の任意の点Pの位置ベクトルをあとし, s ともを実数の変数とする。 0 定点 A(a)を通り, ōでないベクトルさに平行な直線 àは直線の方向ベクトル あ=a+td 2 異なる2点A(ā), B(6) を通る直線 カ=(1-t)a+t5 または カ=sa+tō, s+t=1 3 定点A(a)を通り, ōでないベクトル元に垂直な直線 n-(6-a)=0 nは直線の法線ベクトル つ心 解説 曲線上の点の位置ベクトル方の満たす関係式を, その曲線の ベクトル方程式 という。 <直線のベクトル方程式> ① 右の図において の P tà (AF/OD または AP=0) → AF=tOD →OF-OA=tOD→カーa=tā から,この直線のベクトル方程式は このとき,dを直線④の 方向ベクトル, tを媒介変数 と いう。 A あ=a+td A a ィD 0d 更に,原点を 0, 点 A(x1, y), 直線A上の任意の点を P(x, y) とし, ā3(1, m) とすると のから (x, y)=(x1, y)+t(7, m)=(xi+tl, yi+tm) [x=x+tl B すなわち B ly=yュ+tm d(D-9)? A 連立方程式Bを, この直線の 媒介変数表示 という。 2 0でd=AB の場合を考えて,直線 ABのベクトル方程式 は,AB=5-āから カ=a+t(5-2) a すなわち b=(1-t)a+t6 治 00 ③ 右の図において (AF」7 または AP30) →元AF%=0 から,この直線のベクトル方程式は このとき, nを直線 © の法線ベクトル という。 更に, A(xi, 4), P(x, y), n=(a, b) とすると カーa=(x-X, yーy)であるから, ©は a(x-x)+6(y-)3D0 C=-ax」-byiとすると よって, 直線 ax+by+c=0 はベクトルn=(a, b)を法線ベクトルにもつ。 n-(6-d)=0 P A a ax+by+c=0 C0 S°DA

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数学 高校生

下線を引いているところの文章なのですが、「Pとして」という文章と、P0を置く(名前をつける)必要性がどうしてあるのか分かりません。 教えてほしいです。 宜しくお願いします。

OOO00 458 ベクトルの大きさの最小値など 基本 例題49 (1)=(2, 1, 1), =(1, 2, -1) とする。ベクトルa+thの大きされ。 なるときの実数tの値と, そのときの大きさを求めよ。 が最介代。 (2) 定点A(2, 0, 3), B(1, 2, 1)と,xy 平面上を動く点Pに対し、AP+Pg 基本9,数学口重型打 の最小値を求めよ。 SS la+t5Pはtの2次式 になるから,基本形 a(t-p)+qに直す。 (2) 平面上では,O 折れ線の最小 対称点をとって1本の線分にのばす に従い,右の図のようにして AP+PB=AP+PB'2AP.+P.B’=AB’ から,折れ線 AP+PB の最小値は AB'であるとして求めた。 空間においても同様の考え方で求められる。 指針> (1)O は万部として扱う に従い,la+tbPの最小値を調べる。 A。 解答 4p.397 基本例題9と同じ頃 (1) a+t5=(2, 1, 1)+t(1, 2, -1)= (2+t, 1+2t, 1-1) a+5f=(2+)?+(1+20)°+(1-)° 領の解答。 ゆえに 9 9+19+z79> +)9=9+79+9= =6(2+t)+6 よって,G+t5fは=-のとき最小となり, a+520であるからà+t5|もこのとき最小になる。 t=-;のとき最小値 参 a+t5が最小になる のは,a+5」5のときであ る。p.397 参照。 9 3 したがって V2 2 (2) xy 平面に関してAとBは同じ 側にある。 そこで,xy 平面に関して点Bと対 称な点をB’とすると B'(1, 2, -1) (z座標がともに正であるか。 ら。この断りは必要。 Z4 検討」 「2点間の最短経路は,2 結ぶ線分である。」 (2)ではこのことを利用する。 0B. であり,PB=PB’であるから AP+PB=AP+PB'2AB' よって,Pとして直線 AB'と xy 平 面の交点 P。をとると AP+PB は最 小となり,最小値は AB'=(1-2)+(2-0)°+(-1-3)° =、21 VB P。 )となる。

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