明治大学
2016年 情報コミュニケーション学部 第3問

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1辺の長さが2の正四面体OABCがある.線分ABをp:(1-p)(0<p<1)に内分する点をD,線分OCをq:(1-q)(0<q<1)に内分する点をEとする.また,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.(1)ベクトルDEをベクトルa,ベクトルb,ベクトルc,p,qを用いて表し,次の空欄[タ]~[ツ]にp,qを用いた値や式を記せ.ベクトルDE=([タ])ベクトルa+([チ])ベクトルb+([ツ])ベクトルc・・・・・・①(2){|\overrightarrow{DE|}}^2を求める過程を記した次の文章の空欄[テ]~[ト]に適切な値や式を記せ.△OAB,△OBC,△OCAは,いずれも1辺の長さが2の正三角形だから,|ベクトルa|=|ベクトルb|=|ベクトルc|=2・・・・・・②かつ,ベクトルa・ベクトルb=ベクトルb・ベクトルc=ベクトルc・ベクトルa=[テ]・・・・・・③①,②,③より,{|\overrightarrow{DE|}}^2はp,qを用いて次のように表せる.{|\overrightarrow{DE|}}^2=4([ト])・・・・・・④(3)点D,点EがそれぞれAB,OC上を動くとき,{|\overrightarrow{DE|}}の最小値を求める過程を記した次の文章の空欄[ナ]~[ネ]に適切な値や式を記せ.④は次のように変形できる.{|\overrightarrow{DE|}}^2=4{(p-[ナ])^2+(q-[ニ])^2+[ヌ]}・・・・・・⑤⑤より,{|\overrightarrow{DE|}}はp=[ナ],q=[ニ]のとき最小値[ネ]をとる.
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$1$辺の長さが$2$の正四面体$\mathrm{OABC}$がある.線分$\mathrm{AB}$を$p:(1-p) \ \ (0<p<1)$に内分する点を$\mathrm{D}$,線分$\mathrm{OC}$を$q:(1-q) \ \ (0<q<1)$に内分する点を$\mathrm{E}$とする.また,$\overrightarrow{\mathrm{OA}}=\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{\mathrm{OB}}=\overrightarrow{b}$,$\overrightarrow{\mathrm{OC}}=\overrightarrow{c}$とする.
(1) $\overrightarrow{\mathrm{DE}}$を$\overrightarrow{a},\ \overrightarrow{b},\ \overrightarrow{c},\ p,\ q$を用いて表し,次の空欄$\fbox{タ}$~$\fbox{ツ}$に$p,\ q$を用いた値や式を記せ. \[ \overrightarrow{\mathrm{DE}}=\left( \fbox{タ} \right) \overrightarrow{a}+\left( \fbox{チ} \right) \overrightarrow{b}+\left( \fbox{ツ} \right) \overrightarrow{c} \quad \cdots\cdots \ \ \maruichi \]
(2) ${|\overrightarrow{\mathrm{DE|}}}^2$を求める過程を記した次の文章の空欄$\fbox{テ}$~$\fbox{ト}$に適切な値や式を記せ.
$\triangle \mathrm{OAB}$,$\triangle \mathrm{OBC}$,$\triangle \mathrm{OCA}$は,いずれも$1$辺の長さが$2$の正三角形だから, \[ |\overrightarrow{a|}=|\overrightarrow{b|}=|\overrightarrow{c|}=2 \quad \cdots\cdots \ \ \maruni \] かつ, \[ \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=\overrightarrow{b} \cdot \overrightarrow{c}=\overrightarrow{c} \cdot \overrightarrow{a}=\fbox{テ} \quad \cdots\cdots \ \ \marusan \] $\maruichi,\ \maruni,\ \marusan$より,${|\overrightarrow{\mathrm{DE|}}}^2$は$p,\ q$を用いて次のように表せる. \[ {|\overrightarrow{\mathrm{DE|}}}^2=4 \left( \fbox{ト} \right) \quad \cdots\cdots \ \ \marushi \]
(3) 点$\mathrm{D}$,点$\mathrm{E}$がそれぞれ$\mathrm{AB}$,$\mathrm{OC}$上を動くとき,${|\overrightarrow{\mathrm{DE|}}}$の最小値を求める過程を記した次の文章の空欄$\fbox{ナ}$~$\fbox{ネ}$に適切な値や式を記せ.
$\marushi$は次のように変形できる. \[ {|\overrightarrow{\mathrm{DE|}}}^2=4 \left\{ \left( p-\fbox{ナ} \right)^2+\left( q-\fbox{ニ} \right)^2+\fbox{ヌ} \right\} \quad \cdots\cdots \ \ \marugo \] $\marugo$より,${|\overrightarrow{\mathrm{DE|}}}$は$p=\fbox{ナ}$,$q=\fbox{ニ}$のとき最小値$\fbox{ネ}$をとる.
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大学(出題年) 明治大学(2016)
文理 文系
大問 3
単元 ベクトル(数学B)
タグ 空欄補充長さ正四面体線分不等号内分ベクトル絶対値過程文章
難易度 未設定

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