△ABCの辺BCを1:2に内分する点をDとする。このとき、等式2AB²+AC²=3(AD²+2BD²)が成り立つことを証明せよ。【数C】【平面上のベクトル|ベクトルと図形】 - 質問解決D.B.(データベース)

△ABCの辺BCを1:2に内分する点をDとする。このとき、等式2AB²+AC²=3(AD²+2BD²)が成り立つことを証明せよ。【数C】【平面上のベクトル|ベクトルと図形】

問題文全文(内容文):
$\triangle ABC$ の辺 $BC$ を $1:2$ に内分する点を $D$ とする。このとき、等式 $2AB^{2}+AC^{2}=3(AD^{2}+2BD^{2})$ が成り立つことを証明せよ。
単元: #平面上のベクトル#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#数学(高校生)#数C
教材: #4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
$\triangle ABC$ の辺 $BC$ を $1:2$ に内分する点を $D$ とする。このとき、等式 $2AB^{2}+AC^{2}=3(AD^{2}+2BD^{2})$ が成り立つことを証明せよ。
投稿日:2026.08.19

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
tを正の実数とする。$OA=1,\ OB=t$である三角形OABにおいて、$\overrightarrow{ a }=\overrightarrow{ OA }$
$\overrightarrow{ b }=\overrightarrow{ OB },\angle AOB=θ$とする。ただし、$0 \lt θ \lt \frac{\pi}{2}$とする。また、辺OAの中点
をM、辺OBを1:2に内分する点をNとする。次の問いに答えよ。
(1)$\overrightarrow{ AN }$と$\overrightarrow{ BM }$を$\overrightarrow{ a }$と$\overrightarrow{ b }$を用いて表せ。
(2)内積$\overrightarrow{ AN }・\overrightarrow{ BM }$を$t$と$\cos θ$を用いて表せ。
(3)$\overrightarrow{ AN }∟\overrightarrow{ BM }$であるとき、$\cos θ$を$t$を用いて表せ。
(4)$\overrightarrow{ AN }∟\overrightarrow{ BM }$であるとき、$\cos θ$の最小値とそれを与えるtの値をそれぞれ求めよ。
(5)$\overrightarrow{ AN }∟\overrightarrow{ BM }$となるθが存在するtの値の範囲を求めよ。

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①A(-1,5)、B(3,3)とする。線分ABの垂直二等分線の方程式を求めよう。

②2通線$x-2y-5=0,3x-y+4=0$のなす角aを求めよう。ただし、$0° \leqq x \leqq 90°$とする。
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問題文全文(内容文):
2点$A(\vec{ a })$、$B(\vec{ a })$を結ぶ線分ABを
m:nに内分する点$P(\vec{ p })$と、m:nに外分する点$Q(\vec{ q })$は

$\overrightarrow{ p }=$①____________

$\overrightarrow{ q }=$②____________

2点A、Bを結ぶ線分ABについて、次の点の位置ベクトルを$\vec{ a }$、$\vec{ b }$で表そう。

③2:3に内分する点

⑤3:4に外分する点

④4:1に外分する点

⑥中点
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問題文全文(内容文):
次の等式を同時に満たすベクトル $\vec{ x }$ ,$\vec{ y }$を $\vec{ a }$ ,$\vec{ b }$を用いて表せ。


(1)
$2\vec{ x }+\vec{ y }=\vec{ a } $
$\vec{ x }-\vec{ y }=\vec{ b }$

(2)
$2\vec{ b }-3\vec{ y }=\vec{ a }+\vec{ b }$
$\vec{ x }+\vec{ y }=\vec{ a }-\vec{ b }$

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問題文全文(内容文):
点$O$を中心とし半径が$1$の円形のビリヤード台がある。台の縁の点$P_1$に大きさが無視できる球$Q$を置き、半径$P_1O$とのなす角が$\frac{\pi}{8}$の方向へ球$Q$を打ち出す。
球$Q$は、ビリヤード台の縁に当たると、図のように入射角と反射角が等しくなるように反射し、一度打ち出されたら止まらないものとする。
$i=1,2,3,\cdots$に対し、点$P_i$の次に球$Q$が縁に当たる点を$P_{i+1}$とし、$\overrightarrow{OP_i}=\overrightarrow{p_i}$とする。
(1)$\overrightarrow{p_3}=\fbox{あ}\overrightarrow{p_1}+\fbox{い}\overrightarrow{p_2},\overrightarrow{p_4}=\fbox{う}\overrightarrow{p_1}+\fbox{え}\overrightarrow{p_2}$である。
(2)$P_i=P_1となるiのうち、 i\geqq 2で最小のものは\fbox{ソ}である。$
(3)$線分P_1P_2とP_3P_4 との交点をA、線分P_1P_2とP_6P_7との交点をBとすると$
$\overrightarrow{OA}=\fbox{お}\overrightarrow{p_1}+\fbox{か}\overrightarrow{p_2},\overrightarrow{OB}=\fbox{き}\overrightarrow{p_1}+\fbox{く}\overrightarrow{p_2}$である。
(4)球$Q$が点$P_1$から打ち出されてから初めて再び点$P_1$に到達するまでに、中心$O$と球$Q$とを結ぶ線分$OQ$がちょうど2回通過する領域の面積は$\fbox{タ}+\fbox{チ}\sqrt{2}$である。
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