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3
例題 33 直線のベクトル方程式
D 出
★★☆☆
平面上の異なる3点0, A(a),B(b)において,次の直線を表すベクトル
方程式を求めよ。 ただし, 0, A,Bは一直線上にないものとする。
(1) 線分 OBの中点を通り, 直線ABに平行な直線18-
(2)線分ABを2:1に内分する点を通り,直線ABに垂直な直線
3
平面上の位置ベクトル
思考プロセス
数学ⅡI 「図形と方程式」では, 直線の方程式は傾きと通る点から求めた。
Action» 直線のベクトル方程式は, 通る点と方向 (法線) ベクトルを考えよ
図で考える
OP =
(ア)点Cを通り, 直線ABに平行な直線上の
点Pは
(ア)
(イ)
OC + t AB
P
B
B
点Pは
(イ)点Cを通り, 直線ABに垂直な直線上の
CP AB = 0
NA
NA
C
C
ベクトル方程式は,a で表す。
解 (1) 線分 OBの中点を M とする。
A
求める直線の方向ベクトルはAB
であるから, 求める直線上の点を
P(b) とすると, tを媒介変数とし
B
P
M
・求める直線は,直線AB
に平行である。
OP=OM+tAB ・・・①
0
ここで OP = 1, OM = 6, AB = b−a
|OM =
OB=6
2
①に代入すると
2
b = 1 ½ b+t(b− a)
|AB=OBOA=a
すなわち
p=-ta+-
2t+1
2
(2) 線分ABを2:1に内分する点をC
とする。 求める直線の法線ベクトル
はAB であるから, 求める直線上の
a+26
OC=
3
•P
| 求める直線は, 直線AB
A
に垂直である。
B
1
点をP(b)とすると
CP. AB = 0 ... 2
CPAB または CP = 0
これを
ここで
CP = OP-OC = -
a+26
3
TAR
AB=OB-OA=i-an
②に代入すると
(pa+26). (b-a) = 0
(36-a-26) (-a)=0
としてもよい。
図 33 平面上の異なる3点A(a),B(b), C(c) がある。 線分ABの中点を通り,直
線 BC に平行な直線と垂直な直線のベクトル方程式を求めよ。 ただし, A, B,
Cは一直線上にないものとする。
71
p.84 問題33