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数学 高校生

『平面のベクトル』 (1)で、求めたいのは、点Rなのに先に点Hを求めるのはなぜですか?

66 平面の方程式 点A(1, 2, 4) を通り, ベクトル n=(13, 1, 2) に垂直な平面をaと する。平面αに関して同じ側に2点P(-2, 1, 7), Q(1, 3, 7) がある。 (1) 平面aに関して点Pと対称な点Rの座標を求めよ。 (2) 平面α上の点で, PS+SQを最小にする点Sの座標とそのときの最 小値を求めよ。 (鳥取大) 解答 (1) 点Pから平面aに下ろした垂線の足をHとすると, PH/n であるから, P PH=kn (kは実数) とおける。これより, OH-OP3kn となるから, …の OH=OP+kn=(-2-3k, 1+k, 7+2k) であり,H(-2-3k, 1+k, 7+2k) である。 ここで,平面aは, A(1, 2, 4) を通り, n=(-3, 1, 2) に垂直なので, 平面aの方程式は, (-3)(x-1)+1-(yー2)+2(z-4)3D0 H A R* .-3x+y+2zー7=0 Hは平面a上の点なので, ②を満たす。 よって, 解説講義の(*)で紹介している 「平面の方程式」 である …2 -3(-2-3k)+(1+k)+2(7+2k)-7=0 H(-2-3k, 1+k, 7+2k) を②に代入 した式が成り立てば, Hは平面 a上に 14k+14=0 ある k=-1 ゆえに, ①より, OH=(-2+3, 1-1, 7-2)=(1, 0, 5) となる。 さらに, Hは繰分 PRの中点なのでOH=→(OP+OR) が成り立ち、 OR=20H-OP=2(1, 0, 5)-(-2, 1, 7)=(4, -1, 3) したがって, 平面aに関して点Pと対称な点Rの座標は, R(4. -1 2) そ山田しないでロを 並める一 レ

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