早稲田大学
2010年 人間科学学部(理系) 第5問

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四面体OABCにおいて,線分OAを2:1に内分する点をP,線分OBを3:1に内分する点をQ,線分BCを4:1に内分する点をRとする.この四面体を3点P,Q,Rを通る平面で切り,この平面が線分ACと交わる点をSとするとき,線分の長さの比AS:SCを求めることを考えよう.\\点Sは3点P,Q,Rを通る平面上にあるから,定数s,t,uを用いて,ベクトルOS=sベクトルOP+tベクトルOQ+uベクトルOR(s+t+u=1)と書くことができる.ここで,ベクトルOR=\frac{[ス]ベクトルOB+[セ]ベクトルOC}{[ソ]}であるから,ベクトルOSはベクトルOA,ベクトルOB,ベクトルOCそれぞれの定数倍の和として表すことができる.そこで,ベクトルOA,ベクトルOB,ベクトルOCの係数をそれぞれ定数s^{\prime},t^{\prime},u^{\prime}とおくことによりベクトルOS=s^{\prime}ベクトルOA+t^{\prime}ベクトルOB+u^{\prime}ベクトルOC(18s^{\prime}+16t^{\prime}+11u^{\prime}=[タ])と書くことができる.ところが,点Sは線分AC上にあることから,s^{\prime},t^{\prime}u^{\prime}を求めることができ,AS:SC=[チ]:[ツ]であることがわかる.ただし,[ソ],[チ],[ツ]はできる限り小さい自然数で答えること.
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四面体$\mathrm{OABC}$において,線分$\mathrm{OA}$を$2:1$に内分する点を$\mathrm{P}$,線分$\mathrm{OB}$を$3:1$に内分する点を$\mathrm{Q}$,線分$\mathrm{BC}$を$4:1$に内分する点を$\mathrm{R}$とする.この四面体を$3$点$\mathrm{P}$,$\mathrm{Q}$,$\mathrm{R}$を通る平面で切り,この平面が線分$\mathrm{AC}$と交わる点を$\mathrm{S}$とするとき,線分の長さの比$\mathrm{AS}:\mathrm{SC}$を求めることを考えよう.\\ 点$\mathrm{S}$は$3$点$\mathrm{P}$,$\mathrm{Q}$,$\mathrm{R}$を通る平面上にあるから,定数$s,\ t,\ u$を用いて, \[ \overrightarrow{\mathrm{OS}} = s \, \overrightarrow{\mathrm{OP}} + t \, \overrightarrow{\mathrm{OQ}} +u \, \overrightarrow{\mathrm{OR}} \quad (s+t+u=1) \] と書くことができる.ここで,$\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{OR}}=\frac{\fbox{ス}\overrightarrow{\mathrm{OB}}+\fbox{セ}\overrightarrow{\mathrm{OC}}}{\fbox{ソ}}$であるから,$\overrightarrow{\mathrm{OS}}$は$\overrightarrow{\mathrm{OA}},\ \overrightarrow{\mathrm{OB}},\ \overrightarrow{\mathrm{OC}}$それぞれの定数倍の和として表すことができる.そこで,$\overrightarrow{\mathrm{OA}},\ \overrightarrow{\mathrm{OB}},\ \overrightarrow{\mathrm{OC}}$の係数をそれぞれ定数$s^{\prime},\ t^{\prime},\ u^{\prime}$とおくことにより \[ \overrightarrow{\mathrm{OS}} = s^{\prime}\overrightarrow{\mathrm{OA}} + t^{\prime}\overrightarrow{\mathrm{OB}} +u^{\prime}\overrightarrow{\mathrm{OC}} \quad (18s^{\prime}+16t^{\prime}+11u^{\prime}=\fbox{タ}) \] と書くことができる.ところが,点$\mathrm{S}$は線分$\mathrm{AC}$上にあることから,$s^{\prime},\ t^{\prime}\ u^{\prime}$を求めることができ,$\mathrm{AS}:\mathrm{SC}=\fbox{チ}:\fbox{ツ}$であることがわかる. ただし,$\fbox{ソ}$,$\fbox{チ}$,$\fbox{ツ}$はできる限り小さい自然数で答えること.
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詳細情報

大学(出題年) 早稲田大学(2010)
文理 理系
大問 5
単元 ()
タグ 空欄補充四面体線分内分平面長さ定数ベクトル分数係数
難易度 未設定

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