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数学 高校生

(2)で答えに-6が含まれない理由はなんですか?

111 ベクトルの内積 16 ベクトルの大きさと最小値(内積利用) 内臓の値を求めよ。 ベクトルα, について|a|=√3.161=2,la-5であるとき 内 (2) (3)ベク トル20-35の大きさを求めよ。 00000 クトルの大きさが最小となるように実数の魚を定め、そのとき この最小値を求めよ。 計 (1) (2) 一部を変形すると、らが現れる。 2a-36 を変形して lal, 16Lの値を代入。 (3) 変形するとの2次式になるから ① 2次式は基本形α(t-p)+αに直す CHART (1)=5から よって ゆえに として扱う la-6=5 (a-b)·(a-6)=5 la-20・1+1=5 3-2a-6+4=5 |a|=√3,161=2であるから したがって a.b=1 (2) 12a-36=-(2a-36) (2a-36) =4af-12a・1+9| =4×(√3)-12×1+9×22 =36 2-360であるから ||2a-36|=6 (3) la+16=(a+b)•(a+tb)= |àß³²+2tà·b+t² 16 1² =4t2+2t+3=4 3=4(1+1)² + 11 (類西南学院大) 基本10 重要 17 本 32 大きさの問題は 2 乗して扱う <指針 の方針。 385 ベクトルの大きさの式 ka+16について 2 して内積 を作り出 すことは, ベクトルにお ける重要な手法である。 (2a-36)2 =4α²-12ab+962 と同じ要領 。 00 ・角6 30 簡単 5. la+tb よって、1+1=-1/12 のとき最小値 1/12 をとる。 |a+t6|≧0 であるから,このときa+t6も最小となる。 V /11 したがって、1+1はt=-1 のとき最小値 3 を 2 0 t とる。 練習 (1) 2つのベクトルα, が, d=1,|6|=2, |a+26=3を満たすとき、ことの 0 16 なす角0 および |a-26 の値を求めよ。 [ 類 神奈川大〕 (2) ベクトル, について|a|=2,|6|=1,|a+36|=3とする。 tが実数全体を 動くとき の最小値はである。 [類 慶応大 ] p.393 EX 14, 15

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数学 高校生

この問題のabの最大は相加・相乗平均以外のアプローチはありますか?

12.xyz 空間内の点P(0, 0, 1)を中心とする半径1の球面 K がある. K上の点Q (a, b, c) が条件a>0,b>0,c>1 のもとでK上を動くとき, Qにおいて Kに接する平面をLとし, Lがx軸, y軸 軸と交わる点をそれぞれA, BC とする.このような三角形ABCの面積の最小値を求めよ. <解説> (87 東京大・理科 (前期)) 空間図形の方程式がしっかり立てられれば△ABCの面積は求められるはず. 最小値を求めるとこ ろは工夫が必要です. 2 球面K : x2 + y2+ (z-1)2=1上にQがあるので a2+b2+(c-1)2=1 ⇔ @2+b2+c2=2c ① a 平面LはPQ= b c-1 を法線ベクトルとするので, 方程式は B O x A 四面体 OABCの体積Vは a(x-a)+b(x-b)+(c-1Xz-c)=0 ⇔ax+by+(c-1)z=c (∵. ①) したがって, A, B, C の座標は A(0, 0), B(0.0), C(0, 0, 1) 1/1c C C3 V=- bc- 原点Oと平面Lの距離は |-cl =c (∵ ①) Va2+62+(c-1)2 よって, ABCの面積Sは,△ABC を底面として体積を考えることにより 1 ·S.c=. 3 C3 6ab(c-1) << S= C2 2ab(c-1) cを固定して考えると, Sが最小となるのは2ab が最大となるときである. ①より, a2+62=2c-c2 であり, これと相加・相乗平均の関係により a2+b2=2c-c2≧2ab (等号成立は, a=bのとき) c² よって, a=b のとき, Sは最小値 をとる. (2c-c2)(c-1) C2 f(c)=(2c-c2)(c-1) として, cc>1で動かしたときの最小値を考える. C 1 1 f(c)=(2-clc-1) = -=3+2√2 -c2+3c-2 3-c+ 3-2 C· 2 等号成立は,c=- =√2のとき よって, 求める最小値は3+2/2 C

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