山形大学
2014年 理学部(数理) 第4問
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座標平面上の$1$次変換$f$は点$(1,\ 2)$を点$\displaystyle \left( \frac{1}{2}-\sqrt{3},\ 1+\frac{\sqrt{3}}{2} \right)$に,点$(3,\ 4)$を点$\displaystyle \left( \frac{3}{2}-2 \sqrt{3},\ 2+\frac{3 \sqrt{3}}{2} \right)$に移すとする.$\mathrm{O}$を原点として,次の問に答えよ.
(1) $1$次変換$f$を表す行列$A$を求めよ.
(2) 点$\mathrm{P}(1,\ 0)$が$f$により点$\mathrm{Q}$に移るとき,$\angle \mathrm{POQ}$を求めよ.また線分$\mathrm{OQ}$の長さを求めよ.
(3) 点$\mathrm{R}$を$(2 \cos \theta,\ 2 \sin \theta)$で定める$\displaystyle \left( 0<\theta \leqq \frac{\pi}{2} \right)$.$f$により,点$\mathrm{R}$は点$\mathrm{S}$に,点$\mathrm{S}$は点$\mathrm{T}$に,点$\mathrm{T}$は点$\mathrm{U}$に,点$\mathrm{U}$は点$\mathrm{V}$に移るとする.
(ⅰ) 三角形$\mathrm{ORS}$の面積を求めよ.
(ⅱ) 点$(2,\ 0)$と点$\mathrm{R}$,$\mathrm{S}$,$\mathrm{T}$,$\mathrm{U}$,$\mathrm{V}$を頂点とする六角形の面積$H(\theta)$の最大値と,そのときの$\theta$の値を求めよ.
(1) $1$次変換$f$を表す行列$A$を求めよ.
(2) 点$\mathrm{P}(1,\ 0)$が$f$により点$\mathrm{Q}$に移るとき,$\angle \mathrm{POQ}$を求めよ.また線分$\mathrm{OQ}$の長さを求めよ.
(3) 点$\mathrm{R}$を$(2 \cos \theta,\ 2 \sin \theta)$で定める$\displaystyle \left( 0<\theta \leqq \frac{\pi}{2} \right)$.$f$により,点$\mathrm{R}$は点$\mathrm{S}$に,点$\mathrm{S}$は点$\mathrm{T}$に,点$\mathrm{T}$は点$\mathrm{U}$に,点$\mathrm{U}$は点$\mathrm{V}$に移るとする.
(ⅰ) 三角形$\mathrm{ORS}$の面積を求めよ.
(ⅱ) 点$(2,\ 0)$と点$\mathrm{R}$,$\mathrm{S}$,$\mathrm{T}$,$\mathrm{U}$,$\mathrm{V}$を頂点とする六角形の面積$H(\theta)$の最大値と,そのときの$\theta$の値を求めよ.
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