数学C|ベクトル ドリル第43回(総合復習)

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|なす角

u=(8,0)、v=(8,8)のなす角θを0≤θ≤πで求めなさい。

問題2|重心

三角形の頂点が(0,0)、(21,0)、(0,6)です。重心の座標を求めなさい。

問題3|空間ベクトルの内積

u=(7,2,1)、v=(2,−7,7)について、内積とuの大きさを求めなさい。

問題4|空間の平面

点A=(7,2,1)を通り、法線ベクトル(7,2,1)をもつ平面の方程式を求めなさい。

問題5|球面の方程式

空間で中心A=(7,2,1)、半径9の球面の方程式を求めなさい。


解答・解説

解答1|なす角

cosθ=(u・v)/(|u||v|)=1/√2。指定範囲の角はπ/4です。

\[ \boxed{\theta=\frac\pi4} \]

解答2|重心

3頂点の位置ベクトルを足して3で割ります。

\[ \boxed{(7,2)} \]

解答3|空間ベクトルの内積

空間では3成分全ての積を足します。大きさも3成分の平方和から求めます。

\[ \boxed{u\cdot v=7,\quad|u|=3\sqrt{6}} \]

解答4|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。

\[ \boxed{7(x-7)+2(y-2)+(z-1)=0} \]

解答5|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。

\[ \boxed{(x-7)^2+(y-2)^2+(z-1)^2=81} \]

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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