福田の数学〜名古屋大学2024年理系第3問〜空間内の平面上の領域と原点との距離の最小 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜名古屋大学2024年理系第3問〜空間内の平面上の領域と原点との距離の最小

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 座標空間の3点A(3,1,3), B(4,2,2), C(4,0,1)の定める平面を$H$とする。
また、
$\overrightarrow{AP}$=$s\overrightarrow{AB}$+$t\overrightarrow{AC}$ ($s$, $t$は非負の実数)
を満たすすべての点Pからなる領域を$K$とする。
(1)内積$\overrightarrow{AB}・\overrightarrow{AB}$, $\overrightarrow{AC}・\overrightarrow{AC}$, $\overrightarrow{AB}・\overrightarrow{AC}$を求めよ。
(2)原点O(0,0,0)から平面$H$に下ろした垂線の足をQとする。$\overrightarrow{AQ}$を$\overrightarrow{AB}$と$\overrightarrow{AC}$で表せ。
(3)領域$K$上の点Pに対して、線分QP上の点で$\overrightarrow{AR}$=$r\overrightarrow{AC}$ ($r$は非負の実数)を満たす点Rが存在することを示せ。
(4)領域$K$において原点Oからの距離が最小となる点Sの座標を求めよ。
単元: #空間ベクトル#空間ベクトル#数学(高校生)#数C
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 座標空間の3点A(3,1,3), B(4,2,2), C(4,0,1)の定める平面を$H$とする。
また、
$\overrightarrow{AP}$=$s\overrightarrow{AB}$+$t\overrightarrow{AC}$ ($s$, $t$は非負の実数)
を満たすすべての点Pからなる領域を$K$とする。
(1)内積$\overrightarrow{AB}・\overrightarrow{AB}$, $\overrightarrow{AC}・\overrightarrow{AC}$, $\overrightarrow{AB}・\overrightarrow{AC}$を求めよ。
(2)原点O(0,0,0)から平面$H$に下ろした垂線の足をQとする。$\overrightarrow{AQ}$を$\overrightarrow{AB}$と$\overrightarrow{AC}$で表せ。
(3)領域$K$上の点Pに対して、線分QP上の点で$\overrightarrow{AR}$=$r\overrightarrow{AC}$ ($r$は非負の実数)を満たす点Rが存在することを示せ。
(4)領域$K$において原点Oからの距離が最小となる点Sの座標を求めよ。
投稿日:2024.05.26

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福田の数学〜杏林大学2022年医学部第3問〜空間図形と球面の方程式

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単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#空間ベクトル#図形と方程式#円と方程式#軌跡と領域#空間ベクトル#学校別大学入試過去問解説(数学)#数学(高校生)#杏林大学#数C
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\large\boxed{3}}(1)座標平面上の3点A(-1,0),B(1,0),Cを頂点とする三角形について考える。\\
点Cのy座標は正であり、原点をOとして、以下の問いに答えよ。\\
(\textrm{a})\angle BAC \lt \angle ABCを満たす場合、点Cは第\boxed{\ \ ア \ \ }象限に存在する。\\
(\textrm{b})\angle ABC \lt \angle ACBを満たす場合、点Cは\boxed{\ \ イ \ \ }の\boxed{\ \ ウ \ \ }に存在する。\\
(\textrm{c})\angle ACB \lt \frac{\pi}{2}を満たす場合、点Cは\boxed{\ \ エ \ \ }の\boxed{\ \ オ \ \ }に存在する。\\
(\textrm{d})\angle BAC \leqq \angle ABC \leqq ACB \leqq \frac{\pi}{2}を満たす点Cが存在する領域(境界を含む)\\
の面積は\frac{\boxed{\ \ カ \ \ }}{\boxed{\ \ キク \ \ }}\pi-\frac{\sqrt{\boxed{\ \ ケ \ \ }}}{\boxed{\ \ コ \ \ }}である。\\
\\
\\
\boxed{\ \ イ \ \ },\boxed{\ \ エ \ \ }の解答群\\
①点Aを中心とし点Bを通る円\\
②点Bを中心とし点Aを通る円\\
③線分ABを直径とする円\\
④離心率が0.5で2点O,Aを焦点とする楕円\\
⑤離心率が0.5で2点O,Bを焦点とする楕円\\
⑥離心率が0.5で2点A,Bを焦点とする楕円\\
⑦線分ABを一辺にもち、重心のy座標が正である正三角形\\
⑧線分ABを一辺にもち、重心のy座標が正である正方形\\
\\
\\
\boxed{\ \ ウ \ \ },\boxed{\ \ オ \ \ }の解答群\\
①内部\ \ \ ②周上\ \ \ ③外部\ \ \ ④重心\\
\\
\\
(2)座標空間内の4点A(-1,0,0),B(1,0,0),C(s,t,0),Dを原点とし、\\
\angle BAC \lt \angle ABC \lt \angle ACB\\
を満たす四面体を考える。t \gt 0であり、点Dのz座標は正であるとする。\\
(\textrm{a})\angle ADC=\frac{\pi}{2}を満たす場合、点Dは\boxed{\ \ サ \ \ }に存在する。\\
(\textrm{b})\angle ADC=\angle BDC=\frac{\pi}{2}を満たす場合、\\
点Dのx座標はsであり、点Dは(s,\boxed{\ \ シ \ \ },0)を中心とする\\
半径\boxed{\ \ ス \ \ }の円周上にある。\\
(\textrm{c})以下ではt=\frac{4}{3}とする。設問(1)の結果から、点Cのx座標sは\\
\boxed{\ \ セ \ \ } \lt s \lt -\boxed{\ \ ソ \ \ }+\frac{\boxed{\ \ タ \ \ }\sqrt{\boxed{\ \ チ \ \ }}}{\boxed{\ \ ツ \ \ }}の範囲をとりうる。この範囲でsが変化\\
するとき、\angle ADB=\angle ADC =\angle BDC=\frac{\pi}{2}を満たす四面体ABCDの体積は\\
s=\frac{\boxed{\ \ テ \ \ }}{\boxed{\ \ ト \ \ }}のとき最大値\frac{\boxed{\ \ ナ \ \ }}{\boxed{\ \ 二ヌ \ \ }}をとる。
\end{eqnarray}

2022杏林大学医学部過去問
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福田の数学〜慶應義塾大学2022年経済学部第4問〜空間ベクトルと四面体の体積

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単元: #大学入試過去問(数学)#空間ベクトル#空間ベクトル#学校別大学入試過去問解説(数学)#慶應義塾大学#数学(高校生)#数C
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{4}}\ tを実数とする。また、Oを原点とする座標空間内に\\
3点A(4,2,5),\ B(-1,1,1),\ C(2-t,4-3t,6+2t)をとる。\\
(1)\triangle OABの面積を求めよ。\\
(2)4点O,A,B,Cが同一平面上にあるとき、Cの座標を求めよ。\\
(3)点Cがxy平面上にあるとき、四面体OABCの体積Vを求めよ。\\
(4)四面体OABCの体積が(3)で求めたVの3倍となるようなtの値を\\
すべて求めよ。
\end{eqnarray}

2022慶應義塾大学経済学部過去問
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福田の数学〜東京慈恵会医科大学2023年医学部第4問〜ベクトル方程式と関数の増減

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単元: #大学入試過去問(数学)#空間ベクトル#空間ベクトル#微分とその応用#関数の変化(グラフ・最大最小・方程式・不等式)#学校別大学入試過去問解説(数学)#数学(高校生)#数C#数Ⅲ#東京慈恵会医科大学
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ Oを原点とする座標空間に2点A(0,0,1), B(0,0,-1)がある。r>0, -π≦θ<πに対して、2点P(r$\cos\theta$,r$\sin\theta$,0),Q($\frac{1}{r}\cos\theta$,$\frac{1}{r}\sin\theta$,0)をとり、2直線APとBQの交点をR(a,b,c)とするとき、次の問いに答えよ。
(1)a,b,cの間に成り立つ関係式を求めよ。
(2)点G(4,1,1)をとる。r,θがr$\cos\theta$=$\frac{1}{2}$を満たしながら変化するとき、内積$\overrightarrow{OG}・\overrightarrow{OR}$の最大値とそのときのa,b,cの値を求めよ。

2023東京慈恵会医科大学医学部過去問
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【FULL】定期テスト直前対策!ベクトル解説動画フルパック流し【数B(新課程 数C)】

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単元: #平面上のベクトル#空間ベクトル#平面上のベクトルと内積#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#空間ベクトル#数学(高校生)#数C
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
ベクトルのまとめ動画です。
ベクトルの基本から球面・平面の方程式まで
見たい内容のシーンをチャプターから選んで下さい!!
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【数C】空間ベクトル:4点(1,1,1) (-1,1,-1) (-1,-1,0) (2,1,0)を通る球面の方程式を求めよう。また、中心座標と半径も求めよう。

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単元: #空間ベクトル#空間ベクトル#数学(高校生)#数C
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
4点(1,1,1) (-1,1,-1) (-1,-1,0) (2,1,0)を通る球面の方程式を求めよう。また、中心座標と半径も求めよう。
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