福田の数学〜早稲田大学2021年理工学部第5問〜正四面体と球の位置関係 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜早稲田大学2021年理工学部第5問〜正四面体と球の位置関係

問題文全文(内容文):
${\Large\boxed{5}}$ 正四面体$OABC$に対し、三角形$ABC$の外心を$M$とし、$M$を中心として点$A,B,C$
を通る球面を$S$とする。また、$S$と辺$OA,OB,OC$との交点のうち、$A,B,C$とは異なる
ものをそれぞれ$D,E,F$とする。さらに、$S$と三角形$OAB$の共通部分として得られる
弧$DE$を考え、その弧を含む円周の中心をGとする。$\overrightarrow{ a }=\overrightarrow{ OA },\ \overrightarrow{ b }=\overrightarrow{ OB },\ \overrightarrow{ c }=\overrightarrow{ OC }$
として、以下の問いに答えよ。
(1)$\overrightarrow{ OD },\ \overrightarrow{ OE },\ \overrightarrow{ OF },\ \overrightarrow{ OG }を\overrightarrow{ a },\ \overrightarrow{ b },\ \overrightarrow{ c }$を用いて表せ。

(2)三角形$OAB$の面積を$S_1$、四角形$ODGE$の面積を$S_2$とするとき、$S_1:S_2$を
できるだけ簡単な整数比により表せ。
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)#早稲田大学#数学(高校生)#数C
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
${\Large\boxed{5}}$ 正四面体$OABC$に対し、三角形$ABC$の外心を$M$とし、$M$を中心として点$A,B,C$
を通る球面を$S$とする。また、$S$と辺$OA,OB,OC$との交点のうち、$A,B,C$とは異なる
ものをそれぞれ$D,E,F$とする。さらに、$S$と三角形$OAB$の共通部分として得られる
弧$DE$を考え、その弧を含む円周の中心をGとする。$\overrightarrow{ a }=\overrightarrow{ OA },\ \overrightarrow{ b }=\overrightarrow{ OB },\ \overrightarrow{ c }=\overrightarrow{ OC }$
として、以下の問いに答えよ。
(1)$\overrightarrow{ OD },\ \overrightarrow{ OE },\ \overrightarrow{ OF },\ \overrightarrow{ OG }を\overrightarrow{ a },\ \overrightarrow{ b },\ \overrightarrow{ c }$を用いて表せ。

(2)三角形$OAB$の面積を$S_1$、四角形$ODGE$の面積を$S_2$とするとき、$S_1:S_2$を
できるだけ簡単な整数比により表せ。
投稿日:2021.05.28

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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)#明治大学#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{1}} (1)右図(※動画参照)のような正六面体ABCD-EFGHにおいて、辺FGの中点をMとする。\\
このとき、三角形CHMの重心をXとすると、\\
\\
\overrightarrow{ AX }=\boxed{\ \ ア\ \ }\ \overrightarrow{ AB }+\boxed{\ \ イ\ \ }\ \overrightarrow{ AD }+\boxed{\ \ ウ\ \ }\ \overrightarrow{ AE }\\
\\
と表せ、直線AGと三角形CHMの交点をYとすると\\
\\
\overrightarrow{ AY }=\boxed{\ \ エ\ \ }\ \overrightarrow{ AB }+\boxed{\ \ オ\ \ }\ \overrightarrow{ AD }+\boxed{\ \ カ\ \ }\ \overrightarrow{ AE }\\
\\
と表せる。\\
\\
\\
解答群:⓪\ 1 \ \ \ \ ①\ \frac{1}{2} \ \ \ \ ②\ \frac{1}{3} \ \ \ \ ③\ \frac{2}{3} \ \ \ \ ④\ \frac{1}{4} \ \ \ \ \\
⑤\ \frac{3}{4} \ \ \ \ ⑥\ \frac{1}{5} \ \ \ \ ⑦\ \frac{4}{5} \ \ \ \ ⑧\ \frac{1}{6} \ \ \ \ ⑨\ \frac{5}{6}\\

\end{eqnarray}

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福田の数学〜上智大学2022年TEAP理系型第2問〜空間ベクトルと軌跡

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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#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)#上智大学#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{2}}\ 一辺の長さが1である立方体QACB-CFGEを考える。\hspace{130pt}\\
\overrightarrow{ OA } = \overrightarrow{ a },\ \overrightarrow{ OB } = \overrightarrow{ b },\ \overrightarrow{ OC } = \overrightarrow{ c },\ とおき、実数s,tに対し\\
点P,Qを\\
\overrightarrow{ OP } =(1-s)\overrightarrow{ a } +s\ \overrightarrow{ b }+s\ \overrightarrow{ c },\ \ \overrightarrow{ OQ } =\overrightarrow{ a } +t\ \overrightarrow{ b }+(1-t)\ \overrightarrow{ c }\\
を満たす点とする。\\
(1)点Pは直線\boxed{\ \ あ\ \ }上にあり、点Qは直線\boxed{\ \ い\ \ }上にある。\\
(2)直線\boxed{\ \ あ\ \ }と直線\boxed{\ \ い\ \ }とは\boxed{\ \ う\ \ }\\
\\
\boxed{\ \ う\ \ }の選択肢\\
(\textrm{a})一致する \ \ \ (\textrm{b})平行である \ \ \ (\textrm{c})直交する \ \ \ (\textrm{d})交わるが直交しない \ \ \ \\
(\textrm{e})ねじれの位置にあって垂直である \ \ \ (\textrm{f})ねじれの位置にあって垂直でない \ \ \ \\
\\
(3)線分PQの長さは、s=\boxed{\ \ え\ \ },\ t=\boxed{\ \ お\ \ }\ のとき最小値をとり、\\
このときPQ^2=\boxed{\ \ か\ \ }\ である\\
\\
\boxed{\ \ え\ \ }\ \boxed{\ \ お\ \ }\ \boxed{\ \ か\ \ }\ の選択肢\\
(\textrm{a})0\ \ \ (\textrm{b})\frac{1}{6}\ \ \ (\textrm{c})\frac{1}{4}\ \ \ (\textrm{d})\frac{1}{3}\ \ \ (\textrm{e})\frac{1}{2}\ \ \ (\textrm{f})\frac{2}{3}\ \ \ (\textrm{g})\frac{3}{4}\ \ \ (\textrm{h})1\ \ \ (\textrm{i})\frac{4}{3}\ \ \ (\textrm{j})\frac{3}{2}\ \ \ (\textrm{k})2\ \ \ (\textrm{l})3\ \ \ \\
\\
(4)s,tが0 \leqq s \leqq 1,\ 0 \leqq t \leqq 1\ の範囲を動くとき、線分PQの中点Mの動く領域は\\
\boxed{\ \ き\ \ }\ であり、その面積は\frac{\sqrt{\boxed{\ \ オ\ \ }}}{\boxed{\ \ カ\ \ }}\ である。\\
\\
\boxed{\ \ き\ \ }の選択肢\\
(\textrm{a})正三角形\ \ \ (\textrm{b})直角二等辺三角形\ \ \ (\textrm{c})直角二等辺三角形でない直角三角形\ \ \ \\
(\textrm{d})直角二等辺三角形でない直角三角形でもない三角形\ \ \ (\textrm{e})正方形\ \ \ (\textrm{f})正方形でない長方形\ \ \ \\
(\textrm{g})長方形でない平行四辺形\ \ \ (\textrm{h})並行四辺形でない四角形\ \ \ (\textrm{i})五角形\ \ \ (\textrm{i})六角形\ \ \ \\
\\
(5)s,tが0 \leqq s \leqq 1,\ 0 \leqq t \leqq 1\ の範囲を動くとき、線分PQが通過する領域の体積は\\
\frac{\boxed{\ \ キ\ \ }}{\boxed{\ \ ク\ \ }}\ である。
\end{eqnarray}

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\boxed{5}$ 3点A(2,1,7), B(2,5,5), C(5,3,5)を含む平面α上を動く点Pがある。
この点Pは、原点O(0,0,0)との距離OP≦7√2 を満たすように動く。このとき、平面α上
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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{2}}\ 座標空間内の4点\\
O(0,0,0),A(1,1,0),B(2,1,2),P(4,0,-1)\\
を考える。3点O,A,Bを通る平面を\alphaとし、\overrightarrow{ a }=\overrightarrow{ OA },
\overrightarrow{ b }=\overrightarrow{ OB }とおく。\\
以下の問いに答えよ。\\
(1)ベクトル\overrightarrow{ a },\ \overrightarrow{ b }の両方に垂直であり、x成分が正であるような、大きさが1\\
のベクトル\overrightarrow{ n }を求めよ。\\
(2)点Pから平面\alphaに垂線を下ろし、その交点をQとおく。\\
線分PQの長さを求めよ。\\
(3)平面\alphaに関して点Pと対称な点P'の座標を求めよ。
\end{eqnarray}

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福田の数学〜九州大学2022年理系第1問〜空間における折れ線の最小〜平面の方程式を勉強するよ!

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単元: #大学入試過去問(数学)#平面上のベクトル#空間ベクトル#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#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)#九州大学#数C
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{1}}\ 座標空間内の5点\hspace{220pt}\\
O(0,0,0), A(1,1,0), B(2,1,2), P(4,0,-1), Q(4,0,5)\\
を考える。3点O,A,Bを通る平面を\alphaとし、\overrightarrow{ a }=\overrightarrow{ OA }, \overrightarrow{ b }=\overrightarrow{ OB }とおく。\\
以下の問いに答えよ。\\
(1)ベクトル\overrightarrow{ a }, \overrightarrow{ b }の両方に垂直であり、x成分が正であるような、\\
大きさが1のベクトル\overrightarrow{ n }を求めよ。\\
(2)平面\alphaに関して点Pと対称な点P'の座標を求めよ。\\
(3)点Rが平面\alpha上を動くとき、|\overrightarrow{ PR }|+|\overrightarrow{ RQ }|が最小となるような\\
点Rの座標を求めよ。
\end{eqnarray}

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