| (1)ベクトルはAB~=p~などと書くことにします. 最初の方は,図形で考えた方がうまくいくと思います. AのBDに関する対称点がEなので,AEの中点をMとすると,AM=1,AM⊥BDとなるので,その図を書くと ∠ABM=30°で,BM=√3です. 従って,△ABD∽△MBAより,MD=1/√3となり,MはBDを3:1に内分する点と判ります. 従って,AM~=(p~+3q~)/4で,明らかにAE~=2AM~なので,AE~=(p~+3q~)/2.
(2) a~=c~-3d~、b~=-1/2c~+d~のとき、 c~=a~+3d~をb~=-1/2 c~ +d~に代入して,b~=(-1/2 a~ -3/2 d~) +d~⇒d~=-a~-2b~ よって,c~=a~+3(-a~-2b~)=-2a~-6b~.
(c~-4d~)//a~のとき,c~-4d~=ka~となるkが存在します. 従って,(-2a~-6b~)-4(-a~-2b~) =ka~⇒ 2b~=(k-2)a~⇒b~={(k-2)/2}a~より,a~//b~.
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