【高校数学】読むだけでわかる!センター数学の考え方
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■ 問題
2018年センター試験数2Bより
第4問
aを0<a<1を満たす定数とする。三角形ABCを考え、辺ABを1:3に
内分する点をD,辺BCをa:(1−a)に内分する点をE,直線AEと直線CDの
交点をFとする。→FA=→p,→FB=→q,→FC=→rとおく。
→
(1) AB=[ア]であり
→ → → → →
|AB|^2=|p|^2−[イ]p・q+|q|^2 ……{1}
である。ただし、[ア]については、当てはまるものを、次の{0}〜{3}のうちから
一つ選べ。
→ → → → → → → →
{0} p+q {1} p−q {2} q−p {3} −p−q
→ → →
(2) FDをpとqを用いて表すと
→ → →
FD=([ウ]/[エ])p+([オ]/[カ])q ……{2}
である。
→ → → →
(3) s,tをそれぞれFD=sr,FE=tpとなる実数とする。sとtをaを
用いて表そう。
→ →
FD=srであるから、{2}により
→ → →
q=[キク]p+[ケ]sr ……{3}
→ →
である。また、FE=tpであるから
→ → →
q={t/([コ]−[サ])}p−{[シ]/([コ]−[サ])}r ……{4}
である。{3}と{4}により
s=[スセ]/[ソ]([コ]−[サ]),t=[タチ]([コ]−[サ])
である。
→ → → → →
(4) |AB|=|BE|とする。|p|=1のとき、pとqの内積をaを用いて表そう。
{1}により
→ → → →
|AB|^2=1−[イ]p・q+|q|^2
である。また
→
|BE|^2=[ツ]([コ]−[サ])^2 → → →
+[テ]([コ]−[サ])p・q+|q|^2
である。したがって
→ →
p・q=([トナ]−[ニ])/[ヌ]
である。
※分数は(分子)/(分母)、xの2乗はx^2で、ベクトルの矢印は一部省略、
マル1は{1}、マーク部分の□は[ ]で表記しています。
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■ 解説目次
◆1 ベクトルの成分と大きさ
◆2 ベクトルの足し算とかけ算
◆3 Fが中心のようなイメージ
(以下略)
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■ 解説
◆1,2は省略します。
◆3 Fが中心のようなイメージ
では、今回の問題です。
ぜひ図を描いて照らし合わせながら読んでいってみてください。
aを0<a<1を満たす定数とする。三角形ABCを考え、辺ABを1:3に
内分する点をD,辺BCをa:(1−a)に内分する点をE,直線AEと直線CDの
交点をFとする。→FA=→p,→FB=→q,→FC=→rとおく。
まずはこのような設定です。
三角形ABCがあり、AB上にDが、BC上にEがあります。
AEとCDを引いて、その交点がFです。
(以下略)
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ラベル:数学