問題文全文(内容文)：
$\mathrm{第}5\mathrm{問}$
1辺の長さが1の正五角形の対角線の長さをaとする。
(1)1辺の長さが1の正五角形$O{A}_1{B}_1{C}_1{A}_2$を考える。

$\mathrm{\angle }{A}_1{C}_1{B}_1=\boxed{{\displaystyle \mathrm{ア}\mathrm{イ}}}°$、$\mathrm{\angle }{C}_1{A}_1{A}_2=\boxed{{\displaystyle \mathrm{ア}\mathrm{イ}}}°$となることから、$\overrightarrow{A_1{A}_2}$と
$\overrightarrow{B_1{C}_1}$は平行である。ゆえに
$\overrightarrow{A_1{A}_2}=\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}\overrightarrow{B_1{C}_1}$
であるから
$\overrightarrow{B_1{C}_1}={\displaystyle \frac{1}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}}\overrightarrow{A_1{A}_2}}$$={\displaystyle \frac{1}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}}(\overrightarrow{O{A}_2}-\overrightarrow{O{A}_1})}$
また、$\overrightarrow{O{A}_1}$と$\overrightarrow{A_2{B}_1}$は平行で、さらに、$\overrightarrow{O{A}_2}$と$\overrightarrow{A_1{C}_1}$も平行であることから
$\overrightarrow{B_1{C}_1}=\overrightarrow{B_1{A}_2}+\overrightarrow{A_{2}O}+\overrightarrow{O{A}_1}+$$\overrightarrow{A_1{C}_1}$$=-\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}\overrightarrow{O{A}_1}-\overrightarrow{O{A}_2}$$+\overrightarrow{O{A}_1}+\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}\overrightarrow{O{A}_2}$$=(\boxed{{\displaystyle \mathrm{エ}}}-\boxed{{\displaystyle \mathrm{オ}}})$$(\overrightarrow{O{A}_2}-\overrightarrow{O{A}_1})$
となる。したがって
${\displaystyle \frac{1}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}}=\boxed{{\displaystyle \mathrm{エ}}}-\boxed{{\displaystyle \mathrm{オ}}}}$
が成り立つ。$a>0$に注意してこれを解くと、$a={\displaystyle \frac{1+\sqrt{5}}{2}}$を得る。


(2)下の図(※動画参照)のような、1辺の長さが1の正十二面体を考える。正十二面体とは、
どの面もすべて合同な正五角形であり、どの頂点にも三つの面が集まっている
へこみのない多面体のことである。

面$O{A}_1{B}_1{C}_1{A}_2$に着目する。$\overrightarrow{O{A}_1}$と$\overrightarrow{A_2{B}_1}$が平行であることから
$\overrightarrow{O{B}_1}=\overrightarrow{O{A}_2}+\overrightarrow{A_2{B}_1}$$=\overrightarrow{O{A}_2}+\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}\overrightarrow{O{A}_1}$
である。また
$|\overrightarrow{O{A}_2}-\overrightarrow{O{A}_1}{|}^2=|\overrightarrow{A_1{A}_2}{|}^2$$={\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{カ}}}+\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{キ}}}}}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ク}}}}}$
に注意すると
$\overrightarrow{O{A}_1}\mathrm{・}\overrightarrow{O{A}_2}={\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ケ}}}-\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{コ}}}}}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{サ}}}}}$
を得る。

次に、面OA_2B_2C_2A_2に着目すると
$\overrightarrow{O{B}_2}=\overrightarrow{O{A}_3}+\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}\overrightarrow{O{A}_2}$
である。さらに
$\overrightarrow{O{A}_2}\mathrm{・}\overrightarrow{O{A}_3}=\overrightarrow{O{A}_3}\mathrm{・}\overrightarrow{O{A}_1}$$=\frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ケ}}}-\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{コ}}}}}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{サ}}}}$
が成り立つことがわかる。ゆえに
$\overrightarrow{O{A}_1}\mathrm{・}\overrightarrow{O{B}_2}=\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{シ}}}}},$$\overrightarrow{O{B}_1}\mathrm{・}\overrightarrow{O{B}_2}=\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{ス}}}}}$
である。

$\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{シ}}}}}, \boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{ス}}}}}$の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)
⓪$0$
①$1$
②$-1$
③${\displaystyle \frac{1+\sqrt{5}}{2}}$
④${\displaystyle \frac{1-\sqrt{5}}{2}}$
⑤${\displaystyle \frac{-1+\sqrt{5}}{2}}$
⑥${\displaystyle \frac{-1-\sqrt{5}}{2}}$
⑦$-{\displaystyle \frac{1}{2}}$
⑧${\displaystyle \frac{-1+\sqrt{5}}{4}}$
⑨${\displaystyle \frac{-1-\sqrt{5}}{4}}$


最後に、面$A_2{C}_{1}DE{B}_2$に着目する。
$\overrightarrow{B_{2}D}=\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}\overrightarrow{A_2{C}_1}=\overrightarrow{O{B}_1}$
であることに注意すると、4点$O,B_1,D,B_2$は同一平面上にあり、四角形
$O{B}_{1}D{B}_2\mathrm{は}\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{セ}}}}}$ことがわかる。

$\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{セ}}}}}$の解答群
⓪正方形である
①正方形ではないが、長方形である
②正方形ではないが、ひし形である
③長方形でもひし形でもないが、平行四辺形である
④平行四辺形ではないが、台形である
⑤台形でない

(ただし、少なくとも1組の対辺が平行な四角形を台形という)

2021共通テスト過去問

問題文全文(内容文)：
四面体OABCにおいて、辺ABを1：3に内分する点をL、点OCを3：1に内分する点をM、線分CLを3：2に内分する点をN、線分LMとONの交点をPとし、OA=a、OB=b、OC=cとするとき、OPをa,b,cで表せ。

問題文全文(内容文)：
xyz空間における 8 点 O ( 0 , 0 , 0 ), A ( 1 , 0 , 0 ), B ( 1 , 1 , 0 ), C( 0 , 1 , 0 ), D ( 0 , 0 , 1 ),E ( 1 , 0 , 1 ), F( 1 , 1 , 1 ), G(0 , 1 , 1 ) を頂点とする立方体 OABC-DEFG を考える。また、pと q はp> 1 ,q> 1 を満たす実数とし、 3 点 P, Q, R を P( p, 0 , 0 ), Q(0 , q , 0 ),R( 0 , 0 , ${\displaystyle \frac{3}{2}}$ )とする。
(1)a,bを実数とし、べクトル$\overrightarrow{n}$=( a , b , 1 )は 2 つのべクトル $\overrightarrow{PQ},\overrightarrow{PR}$の両方に垂直であるとする。a,bをp,qを用いて表せ。
以下では 3 点 P, Q, R を通る平面を$\alpha$とし、点 F を通り平面を$\alpha$とし、点Fを通り平面$\alpha$に垂直な直線をlとする。また、xy平面と直線lの交点のx座標が${\displaystyle \frac{2}{3}}$であるとし、点 B は線分 PQ 上にあるとする。
(2)pおよびqの値を求めよ。
( 3 )平面と線分 EF の交点 M の座標、および平面と直線 FG の交点 N の座標を求めよ。
( 4 )平面で立方体 OABC - DEFG を 2 つの多面体に切り分けたとき、点 F を含む多面体の体積Vを求めよ。

2023慶應義塾大学商学部過去問

問題文全文(内容文)：
$\boxed{{\displaystyle 2}}$ Oを原点とする座標空間において、3点A(4,2,1), B(1,-4,1), C(2,2,-1)を通る平面を$\alpha$とおく。また、球面Sは半径が9で、Sと$\alpha$の交わりはAを中心としBを通る円であるとする。ただし、Sの中心Pのz座標は正とする。
(1)線分APの長さを求めよ。
(2)Pの座標を求めよ。
(3)Sと直線OCは2点で交わる。その2点間の距離を求めよ。

2023北海道大学理系過去問

問題文全文(内容文)：
次の2点間の距離を求めよ。A(1,2,3)B(2,4,5)