2020年3月16日月曜日

学習環境

新装版 数学読本3 (松坂 和夫(著)、岩波書店)の第9章(図形と代数の交錯する世界 - 平面上のベクトル)、9.2(ベクトルの応用)、円とベクトルの問40の解答を求めてみる。


  1. 点 P と基準点とする A、 B の位置ベクトルを

    a , b

    とする。

    このとき、 点 C 、 D の 位置ベクトルはある負の数 m、n が存在して、

    c = m a d = n b

    とおくことができる。

    また、 点 M の位置ベクトルは、

    P M = a + b 2

    問題の垂直であるという仮定より、

    a · b = 0

    また、ベクトル CD は

    C D = d - c = n b - m a

    よって、

    C D · P M = n b - m a · a + b 2 = n - m 2 a · b - m 2 a 2 + n 2 b 2 = - 1 2 m a 2 - n b 2

    また、 三角形 PAB と三角形 PDC は相似なので、

    P A : P B = P D : P C a : b = n b : m a m a 2 = n b 2

    よって、

    C D · P M = 0

    ゆえに辺 AB の中点 M と P を通る直線は CDに垂直である。

    (証明終)

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