【数C】【空間ベクトル】a=(0,1,2)、b=(2,4,6)とする。x=a+tb(tは実数)について、|x|の最小値を求めよ。また、その時のxを成分表示せよ。 - 質問解決D.B.(データベース)

【数C】【空間ベクトル】a=(0,1,2)、b=(2,4,6)とする。x=a+tb(tは実数)について、|x|の最小値を求めよ。また、その時のxを成分表示せよ。

問題文全文(内容文):
a,b,xをベクトルとする。
a=(0,1,2)、b=(2,4,6)とする。
x=a+tb(tは実数)について、|x|の最小値を求めよ。また、その時のxを成分表示せよ。
チャプター:

0:00 オープニング、問題概要
0:19 図を使って幾何的に解いてみる(別解)
3:12 三平方の定理で大きさを確定
4:00 本来の解法(正攻法)
4:48 2次式の最大値・最小値を求める→平方完成
5:03 平方完成の計算は最小限に。

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指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
a,b,xをベクトルとする。
a=(0,1,2)、b=(2,4,6)とする。
x=a+tb(tは実数)について、|x|の最小値を求めよ。また、その時のxを成分表示せよ。
投稿日:2025.10.18

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
座標空間内の5点
$O(0,0,0), A(1,1,0), B(2,1,2), P(4,0,-1), Q(4,0,5)$
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。

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
点 O を原点とする座標空間に 3 点 A(-1,0,-2), B(-2,-2, -3 ), C(1, 2,- 2 )がある。
(a)ベクトル$\overrightarrow{ AB }と\overrightarrow{ AC }の内積は\overrightarrow{ AB }・\overrightarrow{ AC }=\fbox{ アイ }$であり、$\angle ABCの外接円の半径は\sqrt{\fbox{ウエ}}$である。$\angle ABC$の外接円の中心を点 P とすると、
$\overrightarrow{ AP }=\fbox{オ}\overrightarrow{ AB }+\frac{\fbox{カ}}{\fbox{キ}}\overrightarrow{ AC }$
が成り立つ。
(b)$\angle ABC$の重心を点 G とすると、$\overrightarrow{ OG }=\frac{\fbox{ク}}{\fbox{ケ}}(\overrightarrow{ OA }
+\overrightarrow{ OB }+\overrightarrow{ OC })$であり、線分OBを 2 : 1 に内分する点を Q とすると、$\overrightarrow{ AQ }=(\frac{\fbox{コサ}}{\fbox{シ}},\frac{\fbox{スセ}}{\fbox{ソ}},\fbox{タ})$となる。
(c)線分 OC を 2 : I に内分する点を R とし、 3 点 A, Q, R を通る平面を$\alpha$と直線OG との交点を S とする。点 S は平面にあることから、
$\overrightarrow{ OS }=t\overrightarrow{ OA }+u\overrightarrow{ OB }+v\overrightarrow{ OC }$
(ただし、$t,u,vはt+\frac{\fbox{チ}}{\fbox{ツ}}u+\frac{\fbox{テ}}{\fbox{ト}}v=1$を満たす実数)
と書けるので、$\overrightarrow{ OS }=\frac{\fbox{ナ}}{\fbox{ニ}}\overrightarrow{ OG }$となることがわかる。
平面$\alpha$上において、点Sは三角形AQRの$\fbox{ヌ}$に存在し、四面体 O-AQR の体積は四面体のO-ABCの体積の$frac{\fbox{ネ}}{\fbox{ノ}}$倍である。

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上の点と、$$$$点(0,0,4)を通り\vec{ b }=(1,2,0)に平行な直線上の点の距離
の最小値は\boxed{ ク }である。$$
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