解答★高校数学基本問題「2次関数」「2点間の距離」「ベクトル」
問題ページはこちら2点A(−3,−9),B(1,7)について次の問いに答えよ。(1) 点Aを頂点とし、点Bを通る放物線の式を求めよ。頂点がわかっている2次関数は次の式を使います。
y=a(x−p)^2+q
(p,q)が頂点の座標、(x,y)は関数上の点の座標ですね。
今回の問題では、(p,q)=(−3,−9),(x,y)=(1,7)なので、
7=a{1−(−3)}^2−9
7=a(1+3)^2−9
7=16a−9
−16a=−9−7
16a=16
a=1
よって、求める2次関数は、y=(x+3)^2−9
(2) 線分ABの長さを求めよ。2点間の距離は、三平方の定理の応用です。
d=√{(x2−x1)^2+(y2−y1)^2}
ですね。
つまり、座標平面上で直角三角形を使って、三平方の定理の式を表しただけです。
2点A,Bの座標を代入すると、
d=√[{1−(−3)}^2+(7−(−9)}^2]
=√{(1+3)^2+(7+9)^2}
=√(16+256)
=√272
=4√17
(3) →ABの成分と、→ABに平行で大きさが3のベクトルを求めよ。→ABは、AからBまでいくのにx方向にいくつ、y方向にいくつ進むか?を表すと考えればOKです。
つまり、Bの座標からAの座標を引けばOK!
→AB=(1−(−3),7−(−9))
=(4,16)
|→AB|は結局ABの2点間の距離なので、(2)で求めた4√17です。
大きさが3のベクトルを求めたいならば、大きさが3になるように→ABに何らかの値を掛ければ良いですね。
4√17を3にするには・・・
3/(4√17)倍をすればいいですね!
(→AB)×3/(4√17)
=(4,16)×3/(4√17)
=(4×3/(4√17),16×3/(4√17))
=(3/√17,12/√17)
有理化すると、
=((3/17)√17,(12/17)√17)
逆方向でも平行なので、それぞれプラスマイナスをつけて、求めるベクトルは、
(±(3/17)√17,±(12/17)√17)
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