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056 平成31年度前期  横浜国立大学   理系 ・・・ ベクトル(数B)  標準

横浜国立大学 前期理系(2019)

 1辺の長さが1である正四面体OABCがある。辺OA上に点D、辺OB上に点E、辺OC上に
点Fがあり、OD:DA=1:1 、OE:EB=2:1 、OF:FC=2:3 を満たしている。

 さらに辺OBと辺ACの中点をそれぞれM、Nとする。平面DEFと直線MNの交点をPとする。
ベクトルOA、OB、OCをa、b、cとおく。

 次の問いに答えよ。

(1) MNを求めよ。

(2) OPをa、b、cを用いて表せ。

(3) MPを求めよ。


(解)(1) OM=(1/2)b 、ON=(1/2)(a+c) より、

     MN=(1/2)(a+c)−(1/2)b=(1/2)(a−b+c)

  よって、 4MN2=1+1+1−2(1/2)−2(1/2)+2(1/2)=2 より、

   MN2=1/2 すなわち、 MN=1/

(2) OP=(1−t)OM+tON=(1−t)/2・b+(t/2)・(a+c)

     =(1−t)/2・(3/2)OE+(t/2)(2OD+(5/2)OF)

     =t・OD+3(1−t)/4・OE+(5t/4)・OF

  点Pは平面DEF上にあるので、 t+3(1−t)/4+(5t/4)=1

 よって、 (3/2)t=1/4 より、 t=1/6 なので、

  OP=(5/12)・b+(1/12)・(a+c)=(a+5b+c)/12

(3) MP=(1/)・(1/6)=/12  (終)