福田のおもしろ数学507〜三角形の面がm個ありどの頂点にも4本の辺が集まる多面体 - 質問解決D.B.(データベース)

福田のおもしろ数学507〜三角形の面がm個ありどの頂点にも4本の辺が集まる多面体

問題文全文(内容文):

ある凸多面体において、

三角形の面が$m$枚あり、

(他の形の面も含まれている可能性がある)

すべての頂点にはちょうど$4$枚の辺が集まって

いるとする。

このとき、$m$の最小値を求めて下さい。
    
単元: #数A#図形の性質#空間における垂直と平行と多面体(オイラーの法則)#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):

ある凸多面体において、

三角形の面が$m$枚あり、

(他の形の面も含まれている可能性がある)

すべての頂点にはちょうど$4$枚の辺が集まって

いるとする。

このとき、$m$の最小値を求めて下さい。
    
投稿日:2025.05.23

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 四面体OABCがあり、辺OA, OB, OCの長さはそれぞれ$\sqrt{13}$, 5, 5である。
$\overrightarrow{OA}$・$\overrightarrow{OB}$=$\overrightarrow{OA}$・$\overrightarrow{OC}$=1, $\overrightarrow{OB}$・$\overrightarrow{OC}$=-11 とする。頂点Oから$\triangle$ABCを含む平面に下ろした垂線とその平面の交点をHとする。以下の問いに答えよ。
(1)線分ABの長さを求めよ。
(2)実数$s$, $t$を$\overrightarrow{OH}$=$\overrightarrow{OA}$+$s\overrightarrow{AB}$+$t\overrightarrow{AC}$ を満たすように定めるとき、$s$と$t$の値を求めよ。
(3)四面体OABCの体積を求めよ。

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{6}$ Oを原点とする座標空間において、不等式|x|≦1, |y|≦1, |z|≦1の表す立方体を考える。その立方体の表面のうち、z<1を満たす部分をSとする。
以下、座標空間内の2点A,Bが一致するとき、線分ABは点Aを表すものとし、その長さを0と定める。
(1)座標空間内の点Pが次の条件(i),(ii)をともに満たすとき、点Pが動きうる範囲Vの体積を求めよ。
(i)OP≦$\sqrt 3$
(ii)線分OPとSは、共有点をもたないか、点Pのみを共有点にもつ。
(2)座標空間内の点Nと点Pが次の条件(iii),(iv),(v)をすべて満たすとき、点Pが動きうる範囲Wの体積を求めよ。必要ならば、$\sin\alpha$=$\frac{1}{\sqrt 3}$を満たす実数α(0<α<$\frac{\pi}{2}$)を用いてよい。
(iii)ON+NP≦$\sqrt 3$
(iv)線分ONとSは共有点を持たない。
(v)線分NPとSは、共有点を持たないか、点Pのみを共有点を持つ。

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問題文全文(内容文):
空間内の3本の直線l,m,nに対して、l⊥m、かつl⊥nならば、
常にm$/\!/$n
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体積=?
*図は動画内参照

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{2}$ 図のような1辺の長さが1の立方体ABCD-EFGHにおいて、辺AD上に点Pをとり、線分APの長さをpとする。このとき、線分AGと線分FPは四角形ADGF上で交わる。その交点をXとする。(※図は動画参照)
(1)線分AXの長さをpを用いて表せ。
(2)三角形APXの面積をpを用いて表せ。
(3)四面体ABPXと四面体EFGXの体積の和をVとする。
Vをpを用いて表せ。
(4)点Pを辺AD上で動かすとき、Vの最小値を求めよ。

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