数学C|ベクトル ドリル第44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|空間の直線

点A=(7,2,1)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|図形の面積

O=(0,0)、A=(7,0)、B=(2,1)の三角形の面積を求めなさい。

問題3|直線と平面の交点

直線(x,y,z)=(t,6t,1t)と平面x+y+z=8の交点を求めなさい。

問題4|大きさと単位ベクトル

u=(9,12)の大きさと同じ向きの単位ベクトルを求めなさい。

問題5|垂直条件

0でないu=(2,4)、v=(4,k)が垂直となるk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。

\[ \boxed{(x,y,z)=(7+t,2+2t,1-t)\quad(t\in\mathbb R)} \]

解答2|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。

\[ \boxed{\frac{7}{2}} \]

解答3|直線と平面の交点

直線の座標を平面に代入すると(1+a+b)t=c(1+a+b)。係数が正なのでt=cが唯一の解です。

\[ \boxed{(1,6,1)} \]

解答4|大きさと単位ベクトル

大きさは成分の平方和の平方根。uをその大きさで割ると長さ1になります。

\[ \boxed{|u|=15,\quad(\frac35,\frac45)} \]

解答5|垂直条件

内積ab+bk=0を解きます。b>0なので割ることができます。

\[ \boxed{k=-2} \]

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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