福田の数学〜東京大学2023年理系第4問〜球面と三角形が共有点をもつ条件 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜東京大学2023年理系第4問〜球面と三角形が共有点をもつ条件

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 座標空間内の4点O(0,0,0), A(2,0,0), B(1,1,1), C(1,2,3)を考える。
(1)$\overrightarrow{OP}\bot\overrightarrow{OA}$, $\overrightarrow{OP}\bot\overrightarrow{OB}$, $\overrightarrow{OP}\bot\overrightarrow{OC}$=1 を満たす点Pの座標を求めよ。
(2)点Pから直線ABに垂線を下ろし、その垂線と直線ABの交点をHとする。
$\overrightarrow{OH}$を$\overrightarrow{OA}$と$\overrightarrow{OB}$を用いて表せ。
(3)点Qを$\overrightarrow{OQ}$=$\frac{3}{4}\overrightarrow{OA}$+$\overrightarrow{OP}$により定め、Qを中心とする半径rの球面Sを考える。Sが三角形OHBと共有点を持つようなrの範囲を求めよ。ただし、三角形OHBは3点O, H, Bを含む平面内にあり、周とその内部からなるものとする。

2023東京大学理系過去問
単元: #数Ⅰ#大学入試過去問(数学)#数と式#平面上のベクトル#空間ベクトル#集合と命題(集合・命題と条件・背理法)#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)#東京大学#数学(高校生)#数C
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問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 座標空間内の4点O(0,0,0), A(2,0,0), B(1,1,1), C(1,2,3)を考える。
(1)$\overrightarrow{OP}\bot\overrightarrow{OA}$, $\overrightarrow{OP}\bot\overrightarrow{OB}$, $\overrightarrow{OP}\bot\overrightarrow{OC}$=1 を満たす点Pの座標を求めよ。
(2)点Pから直線ABに垂線を下ろし、その垂線と直線ABの交点をHとする。
$\overrightarrow{OH}$を$\overrightarrow{OA}$と$\overrightarrow{OB}$を用いて表せ。
(3)点Qを$\overrightarrow{OQ}$=$\frac{3}{4}\overrightarrow{OA}$+$\overrightarrow{OP}$により定め、Qを中心とする半径rの球面Sを考える。Sが三角形OHBと共有点を持つようなrの範囲を求めよ。ただし、三角形OHBは3点O, H, Bを含む平面内にあり、周とその内部からなるものとする。

2023東京大学理系過去問
投稿日:2023.03.09

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(1)$2x^2-10xy-48y^2$
(2)$a^3+27b^3$
(3)$x^3+3x^2+3x+1$
(4)$(x^2-3x)(x^2-3x-2)-8$
(5)$xy-x-y+1$
(6)$2a^2b-3ab+a-2b-2$
(7)$x^2+5xy+5x+6y^2+11y+4$
(8)$2x^2-3xy-2y+x+3y-1$
(9)$x^4-5x^2+4$
(10)$x^4+x^2+1$
(11)$x^4-6x^2+1$
(12)$(x+1)(x+3)(x+5)(x+7)+15$
(13)$(a+b)c^2+(b+c)a^2+(c+a)b^2+2abc$
(14)$x^3+y^3+z^3-3xyz$
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$\begin{eqnarray}
\left\{
\begin{array}{l}
a^2=2+\sqrt{3} \\
b^2=2-\sqrt{3}
\end{array}
\right.
\end{eqnarray}
$
のとき、$ab$の値を求めよ
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$ \begin{eqnarray}
\left\{
\begin{array}{l}
x^4y^5+x^5y^4=810 \\
x^3y^6+x^6y^3=945
\end{array}
\right.
\end{eqnarray}$
実数解を求めよ.
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