早稲田大学
2010年 国際教養学部 第2問
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$2$平面$\pi_1$,$\pi_2$がある.$\pi_1$は$3$点$(1,\ 1,\ 7)$,$(2,\ 1,\ 5)$,$(1,\ 2,\ 5)$を通り,$\pi_2$は$3$点$(2,\ 1,\ 5)$,$(2,\ 3,\ 4)$,$(6,\ 0,\ 5)$を通る.
(1) 平面$\pi_2$上の点$(x,\ y,\ z)$は関係式$x+\fbox{ソ}y+\fbox{タ}z-\fbox{$4$}\fbox{チ}=0$を満たす.
(2) $2$平面$\pi_1$,$\pi_2$の交線は点$\mathrm{A}(-2,\ \fbox{ツ},\ \fbox{テ})$を通る.
(3) $2$平面の交線に垂直で平面$\pi_1$に平行なベクトル$\overrightarrow{a}$は$(\fbox{ト},\ \fbox{ナ},\ -2)$で,$2$平面の交線に垂直で平面$\pi_2$に平行なベクトル$\overrightarrow{b}$は$(\fbox{$1$}\fbox{ニ},\ 10,\ -\fbox{ヌ})$である.
(4) $\mathrm{O}$を原点とすると,$2$平面$\pi_1$,$\pi_2$に接する半径$15$の球面の中心$\mathrm{P}$が \[ \overrightarrow{\mathrm{OP}} = \overrightarrow{\mathrm{OA}} + s\overrightarrow{a} + t\overrightarrow{b} \quad (s>0,\ t>0) \] を満たすとき,$\mathrm{P}$の座標は$(\fbox{$2$}\fbox{ネ},\ \fbox{$1$}\fbox{ノ},\ -22)$である.
(1) 平面$\pi_2$上の点$(x,\ y,\ z)$は関係式$x+\fbox{ソ}y+\fbox{タ}z-\fbox{$4$}\fbox{チ}=0$を満たす.
(2) $2$平面$\pi_1$,$\pi_2$の交線は点$\mathrm{A}(-2,\ \fbox{ツ},\ \fbox{テ})$を通る.
(3) $2$平面の交線に垂直で平面$\pi_1$に平行なベクトル$\overrightarrow{a}$は$(\fbox{ト},\ \fbox{ナ},\ -2)$で,$2$平面の交線に垂直で平面$\pi_2$に平行なベクトル$\overrightarrow{b}$は$(\fbox{$1$}\fbox{ニ},\ 10,\ -\fbox{ヌ})$である.
(4) $\mathrm{O}$を原点とすると,$2$平面$\pi_1$,$\pi_2$に接する半径$15$の球面の中心$\mathrm{P}$が \[ \overrightarrow{\mathrm{OP}} = \overrightarrow{\mathrm{OA}} + s\overrightarrow{a} + t\overrightarrow{b} \quad (s>0,\ t>0) \] を満たすとき,$\mathrm{P}$の座標は$(\fbox{$2$}\fbox{ネ},\ \fbox{$1$}\fbox{ノ},\ -22)$である.
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