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■28058 / inTopicNo.1)  ベクトル
  
□投稿者/ とよよん 一般人(2回)-(2007/09/18(Tue) 09:14:07)
    空間に3点A(6,2,4),B(10,7,10),C(7,3,5)があって、点Pが↑OP=↑OA+α↑AB+β↑AC (α,βは実数変数)で与えられている。|↑OP|が最小となるα、βをの値を求め、このときの|↑OP|の値を求めよ。


    この問題も教えてください。

    (携帯)
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■28062 / inTopicNo.2)  Re[1]: ベクトル
□投稿者/ gaku 一般人(29回)-(2007/09/18(Tue) 10:13:47)
    空間ベクトルですね。図なしですがうまく伝わるか。
    点P(a,b,c)とする。
    ↑OP=↑OA+α↑AB+β↑AC は何を意味するか。
    OからPへ行く道筋を考えると,Pは↑OAに乗っかって点Aに行きます。そこから
    α↑AB+β↑ACで移動するのですが,

    平面ベクトルで習った考え方を使います。
    平行でも0ベクトルでもない2つのベクトル↑a,↑bを使えば,平面上のすべてのベクトルをm↑a+n↑bという1通りの表し方ができる。

    これと同じことで,α,βがどんな値でもAからα↑AB+β↑ACで移動すれば平面ABC
    上のどこかにPは来るということです。

    Oを頂点にする三角すいO-ABCをかいてみればわかりますが,|↑OP|が最小になるときってちょうどOPが三角すいの高さ(OP⊥平面ABC)のような状態のときです。

    ここからが内積
    ↑OP=(a,b,c)は↑AB=(4,5,6),↑AC=(1,1,1)にともに垂直だから,
    4a+5b+6c=0
    a+b+c=0
    未知数3個で式が2個では値はわかりませんが,比なら出せます。
    aを消去してb=-2c,bを消去してa=c
    よって,↑OP=(c,-2c,c)となる。
    これを初めの式に当てはめると
    (c,-2c,c)=(6,2,4)+α(4,5,6)+β(1,1,1)
    今度は未知数3個でも式が3個作れますからc,α,βがわかります。

    こちらの計算では,c=1,α=1,β=-9となりました。
    ↑OP=(1,-2,1)より,|↑OP|=√6
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