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数学 高校生

なぜAHが√6a/3になるのですか?

280 重要 例 172 正四面体と球 1辺の長さがαである正四面体 ABCD がある。 (1) 正四面体 ABCD に外接する球の半径R を α を用いて表せ。 (2) (1) の半径Rの球と正四面体 ABCD の体積比を求めよ。 (3) 正四面体 ABCD に内接する球の半径をaを用いて表せ。 (4) (3)の半径rの球と正四面体 ABCD の体積比を求めよ。 指針 (1) 頂点 A から底面ABCD に垂線 AHを下ろす。 外接する球の中心をOとすると, OA=OB=OC=OD (R) である。 また、直線 AH 上の点Pに対して PB=PC=PD であるから, 0は直線AH 上にある。 よって、 直角三角形OBH に着目して考える。 (②2) 半径Rの球の体積は (3) 内接する球の中心をIとすると, I から正四面体 の各面に下ろした垂線の長さは等しい。 正四面体を Ⅰを頂点とする4つの合同な四面体に分けると (正四面体 ABCD の体積)=4×(四面体 IBCD の体積) これから、半径r を求める。 例題167 (3) で三角形の内接円の半径を求めるとき, 三角形を3つに分け, 面積を利用したのと同様) (1) 頂点Aから底面ABCD に垂線 AHを下ろし、 外接 する球の中心を0とすると, は線分 AH 上にあり OA=OB=R 4 AR 1/12 ゆえに OH=AH-OA= a-R △OBHは直角三角形であるから, 三平方の定理により BH2+OH² = OB2 ゆえに *₂7 (2)²+(a-R)²=R² よって 3 整理して 2√6 3 √6 3 aR=0 R= 23a = √6 a 2√6 4 √6 8 (2) 正四面体 ABCD の体積をVとすると また、半径Rの球の体積をV. とすると 4 4 V₁=1 R² = 1² (¹6)=√xa 3 3 4 8 よって V1:V= √√2 -ла³: 12 B -a³=9n: 2√3 B v=12a² V= <AH=- H-√₂ -a₂ 3 a =73 170 (1) の結果を用いた BH=- B a C √2 V=- は基本 170 (2) の結果を用いた (3) P 検討 IAC V ゆ (4) 空基空 重 考 12 練習 ③172

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数学 高校生

解答の青い丸つけてるところです なんで3aと3bになるんですか?

角形であると 00000 直角二等辺 ミュ ◆算した後に かどうか MA で判断 )² + (32₂-3² 自形」だけで 角が直角が =,b) ,0) 直線AB 1),B(1) 直線BC をx軸に, 辺BCの垂直二等分線を軸にとると, 線分BCの中点は原点になる。 A (34,36), B(-c, 0), C(c, 0) とすると,Gは重心であるから G(a,b) と表される。 AB2+BC2 + CA2 よって (2₂ (1-)-8+! きる。 (税込 基本例題 ると 72 座標を利用した証明 (1) ABCの重心をOとする。このとき、等式 1 184BC CAP=3(GA+B+CCB) が成り立つことを証明せよ。 ((2) △ABCにおいて, 辺BC を 1:2に内分する点をDとする。 このとき, 等式 2AB2+ AC=3AD2 +6BD が成り立つことを証明せよ。 指針 座標を利用すると, 図形の性質が簡単に証明できる場合がある。 そのとき 座標軸をどこにとるか, 与えられた図形を座標を用いてどう表すか がポイントになる。 そこで後の計算がらくになるようにするため, 問題の点がなるべく 多く座標軸上にくるように 0が多いようにとる。 ......... (2) は A(a,b), B(-c, 0),C(2c, 0) (1) は A (3a, 36), B(-c, 0), C(c, 0) とすると, 重心の性質からG(a,b) CHART 座標の工夫 1 0 を多く2 対称に点をとる =(-c-3a)² +9b²+4c²+(3a−c)²+9b² D=3(6a²+6b²+2c²) 行 GA2+GB2+GC2 |=(3a-a)+(36-b)^2+(-c-a)+b2+(c-a)+62 =6a²+662+2c2 ...... [1] ①②から AB2+BC2+CA2=3(GA2+GB2+GC2 ) (2) 直線BC をx軸に, 点Dを通り直線BCに垂直な直線を y軸にとると,点Dは原点になり, A(a, b), B(-c, 0 C(2c, 0) と表すことができる。 よって NOM B 2AB2+AC2=2{(-c-a)+(-6)^}+(2c-a)+(-b)2 = 2(c²+2ca+a²+b²)+4c²-4ca+a² + b² 8)2 &di =3a²+362+6c² Work 3AD2+6BD2=3(α² +62) +6c2 ①②から 2AB2+AC2=3AD2+6BD2 基本71 基本 85 +²) 36 (2+(11--11 ...... (-c,0) X 0 A(3a, 3b) YA TS B/1 G(a, b) A(a, b) A (c, 0) x (-c, 0) OD 117 C (2c, 0) x 3章 2直線上の点、 12 ・平面上の点 -) (2) (IDAE (1) コ三角 ET 72 講習 (1) 長方形 ABCD と同じ平面上の任意の点をPとする。 このとき,等式 PPPPD が成り立つことを証明せよ。 一 (2) AABCにおいて、辺BC を 1:3に内分する点をDとする。このとき,等式 3AB2+AC2=4AD'+12BD が成り立つことを証明せよ。 (p. 121 EXSO

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