熊本大学
2014年 文系 第1問

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空間内の1辺の長さ1の正四面体OABCにおいて,ベクトルOA=ベクトルa,ベクトルOB=ベクトルb,ベクトルOC=ベクトルcとする.また,点DをベクトルOD=ベクトルb-ベクトルaを満たす点,点EをベクトルOE=ベクトルc-ベクトルaを満たす点とし,点PをOAの中点とする.以下の問いに答えよ.(1)0<t<1に対し,BDをt:(1-t)に内分する点をRとし,CEを(1-t):tに内分する点をSとする.また,OBとPRの交点をMとし,OCとPSの交点をNとする.このとき,ベクトルOMとベクトルONを,それぞれt,ベクトルb,ベクトルcを用いて表せ.(2)△OMNの面積をtを用いて表せ.(3)tが0<t<1の範囲を動くとき,△OMNの面積の最小値を求めよ.
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空間内の$1$辺の長さ$1$の正四面体$\mathrm{OABC}$において,$\overrightarrow{\mathrm{OA}}=\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{\mathrm{OB}}=\overrightarrow{b}$,$\overrightarrow{\mathrm{OC}}=\overrightarrow{c}$とする.また,点$\mathrm{D}$を$\overrightarrow{\mathrm{OD}}=\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a}$を満たす点,点$\mathrm{E}$を$\overrightarrow{\mathrm{OE}}=\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}$を満たす点とし,点$\mathrm{P}$を$\mathrm{OA}$の中点とする.以下の問いに答えよ.
(1) $0<t<1$に対し,$\mathrm{BD}$を$t:(1-t)$に内分する点を$\mathrm{R}$とし,$\mathrm{CE}$を$(1-t):t$に内分する点を$\mathrm{S}$とする.また,$\mathrm{OB}$と$\mathrm{PR}$の交点を$\mathrm{M}$とし,$\mathrm{OC}$と$\mathrm{PS}$の交点を$\mathrm{N}$とする.このとき,$\overrightarrow{\mathrm{OM}}$と$\overrightarrow{\mathrm{ON}}$を,それぞれ$t$,$\overrightarrow{b}$,$\overrightarrow{c}$を用いて表せ.
(2) $\triangle \mathrm{OMN}$の面積を$t$を用いて表せ.
(3) $t$が$0<t<1$の範囲を動くとき,$\triangle \mathrm{OMN}$の面積の最小値を求めよ.
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大学(出題年) 熊本大学(2014)
文理 文系
大問 1
単元 ベクトル(数学B)
タグ 空間長さ正四面体ベクトル中点不等号内分交点三角形面積
難易度 3

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