福田のおもしろ数学568〜平面上の任意の点が2つの有理点を結んだ直線上にあるか - 質問解決D.B.(データベース)

福田のおもしろ数学568〜平面上の任意の点が2つの有理点を結んだ直線上にあるか

問題文全文(内容文):

$x,y$座標がともに有理数である平面上の点を

有理点と呼ぶ。

平面上のすべての点は$2$つの有理点で定める

直線上に必ず存在するだろうか?
    
単元: #平面上のベクトル#平面上の曲線#平面上のベクトルと内積#数学(高校生)#数C
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):

$x,y$座標がともに有理数である平面上の点を

有理点と呼ぶ。

平面上のすべての点は$2$つの有理点で定める

直線上に必ず存在するだろうか?
    
投稿日:2025.07.23

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問題文全文(内容文):
次のような直線の方程式を媒介変数$t$を用いて表そう.

①点$(3,2,1)$を通り,$\overrightarrow{a}=(0,2,1)$に平行な直線

②2点$(5,8,-7),(6,-9,3)$を通る直線

③点$(2,-1,3)$を通り,ベクトル$(5,2,-2)$に平行な直線と,
平面$3x-2y=-4$との交点の座標を求めよう.
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$|\vec{ a }|=2\sqrt{ 5 },|\vec{ b }|=\sqrt{ 5 },$  $|\vec{ a }+2\vec{ b }|=2\sqrt{ 5 }$のとき、ベクトル$\vec{ a },\vec{ b }$のなす角$\theta$を求めよ。
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問題文全文(内容文):
右図のように①____を指定した線分を有向線分といい、Aを②____、Bを③____という。
そして、位置を気にしないで、④____と⑤____だけで定まる量をベクトルといい、有向線分ABで表されるベクトルを$\overrightarrow{ AB }$と書き表す。
また、ベクトル$\overrightarrow{ AB }$の大きさを⑥____と書き、特に大きさが1であるベクトルを⑦____ベクトルという。
※図は動画内参照
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問題文全文(内容文):
${\Large\boxed{3}}$辺の長さが2である正六角形ABCDEFがあり、点O,P,Qは次の条件を満たす。
・点Oは辺AB上にある。
・点Pは正六角形ABCDFの内部にある。
・点Qは線分CP上にある。
・三角形OCPと三角形OQFは共に正三角形である。

(1)四角形OQPFに着目すると、$\angle OFQ=\angle OPQ$より、
OQPFは円に内接する四角形なので、$\angle OPF=\boxed{\ \ アイ\ \ }°$とわかる。

(2)$AB //FC$に着目すると、$\triangle OCF=\boxed{\ \ ウ\ \ }\sqrt{\boxed{\ \ エ\ \ }}$である。$OC//FP$
であることに着目すると、$\triangle OCP=\triangle OCF$なので、$OC^2=\boxed{\ \ オ\ \ }$とわかる。
また、$OB=\sqrt{\boxed{\ \ カ\ \ }}-\boxed{\ \ キ\ \ }$である。

(3)$OQ^2=OF^2=\boxed{\ \ クケ\ \ }-\boxed{\ \ コ\ \ }\sqrt{\boxed{\ \ サ\ \ }}$であり、
$\overrightarrow{ OQ }=t\ \overrightarrow{ OP }+(1-t)\ \overrightarrow{ OC }$
とおくと、$t$は$t^2-t+\sqrt{\boxed{\ \ シ\ \ }}-\boxed{\ \ ス\ \ }=0$を満たす。

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