【sin】高校生のための数学の質問スレPART37【cos】
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0837132人目の素数さん
2005/09/15(木) 20:31:28>★1辺の長さが2の正四面体OABCにおいて、辺OAの中点をM、辺BCの中点をN、△ABCの重心をGとするとき、OG↑とMN↑の内積を求めよ。
OA↑=a、OB↑=b、OC↑=cとおく。a・a=b・b=c・c=4、a・b=b・c=c・a=2、
OM↑=(1/2)a、ON↑=(1/2)(b+c)、OG↑=(1/3)(a+b+c)
だからOG↑・MN↑=((1/3)(a+b+c))・(-(1/2)a+(1/2)b+(1/2)c)=・・・
>★平行六面体ABCD−EFGHがあり、|AB↑|=|AE↑|=|AD↑|=1(|AB↑|等は、大きさです^^;)∠BAE=60°、∠EAD=∠BAD=90°とする。 また、線分BFをt:1−tの比に内分する点をIとする。
>�@|AI↑|をtを用いて表せ。
>�Atが0<t<1の範囲を動く時、△AGIの面積を最小にするtの値を求めよ。
↑AB=b、↑AC=c、↑AE=e、とおくとb・b=c・c=e・e=1、b・e=1/2、e・c=c・b=0。
|AI↑|=|b+te|=√(b+te)・(b+te)=√(t^2+t+1)。
AG上をうごく動点Jを↑AJ=u(b+c+e) (0<u<1)できめるとき
|IJ|^2=|u(a+b+c)-(b+te)|^2=|ua+(u-1)b+(u-t)c|^2=u^2+(u-1)^2+(u-t)^2-(u-1)(u-t)
=u^2+(u^2-2u+1)+t^2+(-2u)t+u^2+(u-1)t+(-u^2+u)
=t^2+(-u-1)t+u^2+(u^2-2u+1)+u^2+(-u^2+u)
=(t^2-(u+1)/2)^2-(1/4)(u+1)^2+(2u^2-u+1)
=(t^2-(u+1)/2)^2+(1/4)(7u^2-6u+3)
によりu=3/7、t=5/7のとき最小。つまり三角形AGIの底辺をAGと考えるとき高さが
最小となるのはt=5/7のとき。
計算はまちがってるかもしれんけど。
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