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2020年06月26日

大人のさび落とし 009 ベクトルと図形

01

図形とベクトル

計算の 形

和 は 

ひっつ目のベクトルの 終点から 

次の ベクトルを 書く

かんじに



差 は  

始点の おなじ 二つのベクトルの

先に 橋 を渡す感じで

方向は 差の式の

後ろから 前の様に
P6250001.JPG
02

ベクトルの 大きさは

√(x成分の二乗 + y成分の二乗 )

ふつうの ベクトル 位置ベクトル のとき




成分を 引き算して 

ベクトルを 求めたときも

その 成分に関して

√(x成分の二乗 + y成分の二乗 )


P6250002.JPG
03

分点ベクトル

公式は これです
P6250003.JPG
04

m>0 、n>0 の時は

内分点


分母は m+n


分子は それぞれの ベクトルに

遠い方 を 掛ける


P6250004.JPG
m、n が 異符号の時

どっちかが マイナスになるときは

マイナス側が

AB の 外に来て


外分になる
P6250005.JPG
06

m、または n、が =0の時は

分点は A または B に 一致する



OPが 中点の時は

2分の a+b
P6250006.JPG
07

三角形 ABC で 重心を Gとすると


点O を それ以外の どこかにとって


位置ベクトルで表すとき


OGベクトルは 1/3( a+b+c)

P6250007.JPG
08
平行の 条件は

0でない 実数倍で 表現できること
P6250008.JPG
09

垂直条件


ベクトルは 成分で書かれてますが


垂直を 判別するのは 成分の

計算で
P6250009.JPG

10
共線条件

3点が 一直線上にあるとき

始点を 合わせて

実数倍 表示ができること

P6250010.JPG


11


実数倍が 負になるときは

始点を 合わせると

3 点 A,B,C があるとき

Aにたいして B、 C は 

反対側 どうしになる
P6250011.JPG
12
共線条件

位置ベクトルを 使って


直線 L、M  の 交点 P


直線 M、N  の 交点 Q


の 位置ベクトル

OP = OQ

を 示す
P6250012.JPG
13

これらを 踏まえまして

問題




ある 台形 ABCD があって

( 条件があります 

  BC 平行 AD

  BC > AD   )




対角線の 中点を E、F

とすれば

次のことが 成り立つことを

証明しなさい


という問題

P6250013.JPG


14

まず 平行条件

平行なので

始点が 一緒では ないですが

実数倍表示ができる

さらに

条件から

実数倍の K は

K > 1
P6260001.JPG





15

BD, ACの 中点を E,Fとするので
P6250015.JPG
16

この時に

EF 平行 AD

EF = 1/2 ( BC - AD )

を 証明せよ


そこで

これらの 外に 点O を とって

位置ベクトルで

考えると

P6250016.JPG
17

E,Fは それぞれ

BD、AC の 中点であるから

中点の 分点ベクトルで


OE ベクトル
P6250017.JPG
18


同じく

中点の 分点ベクトルで

OF


で EF ベクトルは 

OF-OE
P6250018.JPG
19
EF ベクトルの 分点ベクトル表示で

分子の 左かっこは

BCベクトル
P6250019.JPG
20
EF ベクトルの 分点ベクトル表示で

分子の 右かっこは

ADベクトル



出てきた式に 


始めの 平行条件を代入したら

P6250020.JPG
21

すでに ここで 答えが 出てるんですが


先に 平行であることを

言いたいので

式変形して
P6250021.JPG

22

EFと ADが

実数倍表示が できたので

EF 平行 AD

そして

少し 前に戻る感じで

BC=K AD を 代入して

EF=1/2(BC-AD)

P6250022.JPG
23

次は

4辺形 ABCD が あるんだけども

それぞれ AB,BC,CD,DA の 中点を

P,Q,R,S とすると


4辺形PQRSは 平行四辺形 であることを

証明しなさい と言う 問題

P6250023.JPG
24
なんだ こりゃ

自分で書いたのに

読めない


要するにですね

ABCDPQRS いがいの どこかに

点O を とって

位置ベクトルで

考えると


対辺が 平行であること

言えばいいんだから


( 平行で 大きさが おなじ )
P6250024.JPG
25

対辺を 調べてくでしょ

PS と QR

まず PS から
P6250025.JPG
26

QRは

おなじだ
P6250026.JPG
27


というわけで

PS 平行 QR

PS = QR

( ベクトルは 平行移動できる )

P6250027.JPG
28

PQRSは 平行四辺形
P6250028.JPG
29

4辺形 ABCD と 1点 O があって

OA + 2OC = OD + 2OB


である この4辺形の 形状は何?
P6250029.JPG
30

対辺を 調べればさ

AB と DC


条件は これだから

んん〜
P6250030.JPG
31

条件式の方から

対辺を 出してきた方がいいから

やっぱりさ


対辺を AD と BC にして

考えると

P6250031.JPG
32

条件式を 変形して

対辺を 作ってくと

対辺が 実数倍 

対辺が 平行で

大きさが ADが BCの 2倍

な  台形 だね
P6250032.JPG
33
正6角形がありました

OABCDE です

OA=xベクトル

OB=yベクトル

とするときに

OC,OD,OE ベクトルの

成分を x、yで表せ
P6250033.JPG
34

やり方は いろいろ あります

正六角形であることと

ベクトルは 平行移動できること

ベクトルには 向きがあることを

使って
P6250034.JPG
35

答えは 一つですが

やり方は いろいろあるため
P6250035.JPG
36

こんな感じに しましたが


答えは あってるって
P6250036.JPG



お疲れ様です。















posted by matsuuiti at 02:50| Comment(0) | TrackBack(0) | 数1
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