平面に関連した問題
■問題
点
,
,
がある.以下の問に答えよ.
(1)
,
を求めよ.
(2)
とする.
の値を求めよ.
(3)
に平行で大きさが
のベクトル
を求めよ.
(4)
点
,
を通る直線の方程式を求めよ.
(5)
を求めよ.
(6)
点
,
,
を通る平面の方程式を求めよ.
(7)
の面積を求めよ.
■解説動画
(1),(2)の解説
(3)の解説
(4)の解説
(5)の解説
(6)の解説
(7)の解説
■答
(1)
原点を
とする.
(2)
(内積を参照)
(3)
ベクトルの平行と単位ベクトルを参考にする.
(4)
空間における直線の方程式を参照する.
点
を通り,方向ベクトルが
である直線の方程式は
⇒
・・・・・・(i)
あるいは,点
を通り,方向ベクトルが
である直線の方程式は
⇒
・・・・・・(ii)
(i)の各辺に
を加えると(ii)になる.同じ直線でもいろいろな方程式が成り立つ.
(5)
外積の計算の仕方を参照する.
行列式を用いた外積の計算を以下に示す.
(6)
平面の方程式を参照する.
法線ベクトルは,外積の定義より
である.
点
を通り,法線ベクトルが
の場合の計算
点
を通り,法線ベクトルが
の場合の計算
(7)
外積の定義を参照すると,
の面積を
とすると
である.よって
また,角度
を使うと
である.
よって
ヘロンの公式
を使うと
(
)
よって
となる.
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学生スタッフ
最終更新日:
2026年2月7日