164 四面体 (Ⅱ)
座標空間に 2点A(2,2,3),B(4, 3,5) をとり, AB を1辺と
する正四面体 ABCD を考える.
(1) [AB, AB・AC を求めよ.
(2) 辺ABをt: (1-t) に内分する点をPとするとき, PC・PD.
|PC を t で表せ.
(3) ∠CPD=0 とおくとき, cose を t で表せ.
(4) cose の最小値と, そのときのtの値を求めよ.
精講
(1) AとBしか与えられていないのに, AB・AC が求まるのか?と
思った人は問題文の読み方が足りません.
「正四面体」と書いてあります.正四面体とは,どのような立体
でしょうか.
(2) 163 のポイントをもう一度読みなおしましょう。
(3) 空間でも, ベクトルのなす角の定義は同じです.
解答
(1) AB=(2,1,2) だから,
|AB|=√4+1+4=3 =>
また, △ABCは正三角形だから,
∠BAC=60°, |AC|=|AB|=3
.. AB・AC=|AB||AC|cos 60°
=3•3•
3·3·-1/2 = 2/1/2
9
(2) PC-AC-AP=AC-tAB
PD=AD-AP-AD-tAB
1-t
AC・AD=AB・AD=AB・AC= 9
2
B
P
20 PC PD=(AC-tAB) (AD-tAB)AO
$310 =AC・AD-tAB・AC-tAB・AD+|AB|
△ACD, △ABDも正三角形だから
A
[⑥]
●正四面体の性質
D