数学C|ベクトル ドリル第27回(定着練習)

注意事項

各問10点(答え4点・途中式または根拠6点)。答えだけでなく理由を書きましょう。解答に示す式と同値の表現も正解です。図形は文中の配置に従って補助図を描いてください。【発展】は行列の学習を深めたい人向けです。

問題

問題1|空間の直線

点A=(8,1,1)を通り方向ベクトル(1,2,−1)をもつ直線を媒介変数tで表しなさい。

問題2|空間の平面

点A=(8,1,1)を通り、法線ベクトル(8,1,1)をもつ平面の方程式を求めなさい。

問題3|図形の面積

O=(0,0)、A=(8,0)、B=(1,1)の三角形の面積を求めなさい。

問題4|球面の方程式

空間で中心A=(8,1,1)、半径9の球面の方程式を求めなさい。

問題5|成分と演算

ベクトルu=(4,3)、v=(1,−4)について2u−vを求めなさい。


解答・解説

解答1|空間の直線

基準点の位置ベクトルに、方向ベクトルの実数倍を加えます。

\[ \boxed{(x,y,z)=(8+t,1+2t,1-t)\quad(t\in\mathbb R)} \]

解答2|空間の平面

平面上の変位ベクトルと法線の内積が0になることを使います。

\[ \boxed{8(x-8)+1(y-1)+(z-1)=0} \]

解答3|図形の面積

OAを底辺とすると長さa、Bからx軸までの高さc。面積はac/2です。

\[ \boxed{4} \]

解答4|球面の方程式

中心からの距離が一定という定義を、空間の3成分を用いて平方にします。

\[ \boxed{(x-8)^2+(y-1)^2+(z-1)^2=81} \]

解答5|成分と演算

各成分を2倍し、対応する成分を引きます。

\[ \boxed{(7,10)} \]

復習記録

得点:____ / 50点 解き直す問題:____ 次回までに確認する公式・条件:____

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