数C
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【数C】【平面上のベクトル】ベクトルの基本計算4 ※問題文は概要欄
単元：
#平面上のベクトル#平面上のベクトルと内積#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#平面上のベクトル
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
四角形ABCDについて、次のことを証明せよ。
四角形ABCDが平行四辺形である ⇔ $\overrightarrow{ AC }+\overrightarrow{ BD }=2\overrightarrow{ AD }$
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四角形ABCDについて、次のことを証明せよ。
四角形ABCDが平行四辺形である ⇔ $\overrightarrow{ AC }+\overrightarrow{ BD }=2\overrightarrow{ AD }$
【数C】【平面上のベクトル】ベクトルの基本計算3 ※問題文は概要欄
単元：
#平面上のベクトル#平面上のベクトルと内積#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#平面上のベクトル
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
平行四辺形ABCDの辺$\overrightarrow{ AB }=\vec{ a }$,$\overrightarrow{ AD }=\vec{ b }$ , $\overrightarrow{ AE }=\vec{ u }$ ,$\overrightarrow{ AF }=\vec{ v }$ とするとき、$\vec{ a }$ ,$\vec{ b }$ を $\vec{ u }$ ,$\vec{ v }$ を用いて表せ。
BCの中点をE、辺CD上の点でCF:FD=3:2 を満たす点をFとする。
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平行四辺形ABCDの辺$\overrightarrow{ AB }=\vec{ a }$,$\overrightarrow{ AD }=\vec{ b }$ , $\overrightarrow{ AE }=\vec{ u }$ ,$\overrightarrow{ AF }=\vec{ v }$ とするとき、$\vec{ a }$ ,$\vec{ b }$ を $\vec{ u }$ ,$\vec{ v }$ を用いて表せ。
BCの中点をE、辺CD上の点でCF:FD=3:2 を満たす点をFとする。
【数C】【平面上のベクトル】ベクトルの基本計算2 ※問題文は概要欄
単元：
#平面上のベクトル#平面上のベクトルと内積#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#平面上のベクトル
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
(1)$\overrightarrow{ OA }=2\vec{ a }$ ,$\overrightarrow{ OA }=3\vec{ b } $ ,$\overrightarrow{ OP }=6\vec{ b }-4\vec{ a }$ であるとき、
$\overrightarrow{ OP }//\overrightarrow{ AB }$ であることを示せ。ただし、$\vec{ a }≠0$ ,$\vec{ b }≠0$ で、$\vec{ a }$ と $\vec{ b }$ は平行でないとする。
(2)$\overrightarrow{ OA }=\vec{ a }$ ,$\overrightarrow{ OB }=\vec{ b }$ ,$\overrightarrow{ OP }=3\vec{ a }-2\vec{ b }$ ,$\overrightarrow{ OQ }=3\vec{ a }$である
とき、$\overrightarrow{ PQ }//\overrightarrow{ OB }$ であることを示せ。ただし、$\vec{ a }≠0$ , $\vec{ b }≠0$ で、$\vec{ a }$ と $\vec{ b }$ は平行でないとする。
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(1)$\overrightarrow{ OA }=2\vec{ a }$ ,$\overrightarrow{ OA }=3\vec{ b } $ ,$\overrightarrow{ OP }=6\vec{ b }-4\vec{ a }$ であるとき、
$\overrightarrow{ OP }//\overrightarrow{ AB }$ であることを示せ。ただし、$\vec{ a }≠0$ ,$\vec{ b }≠0$ で、$\vec{ a }$ と $\vec{ b }$ は平行でないとする。
(2)$\overrightarrow{ OA }=\vec{ a }$ ,$\overrightarrow{ OB }=\vec{ b }$ ,$\overrightarrow{ OP }=3\vec{ a }-2\vec{ b }$ ,$\overrightarrow{ OQ }=3\vec{ a }$である
とき、$\overrightarrow{ PQ }//\overrightarrow{ OB }$ であることを示せ。ただし、$\vec{ a }≠0$ , $\vec{ b }≠0$ で、$\vec{ a }$ と $\vec{ b }$ は平行でないとする。
【数C】【平面上のベクトル】ベクトルの基本計算1 ※問題文は概要欄
単元：
#平面上のベクトル#平面上のベクトルと内積#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#平面上のベクトル
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
次の等式を同時に満たすベクトル $\vec{ x }$ ,$\vec{ y }$を $\vec{ a }$ ,$\vec{ b }$を用いて表せ。
(1)
$2\vec{ x }+\vec{ y }=\vec{ a } $
$\vec{ x }-\vec{ y }=\vec{ b }$
(2)
$2\vec{ b }-3\vec{ y }=\vec{ a }+\vec{ b }$
$\vec{ x }+\vec{ y }=\vec{ a }-\vec{ b }$
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次の等式を同時に満たすベクトル $\vec{ x }$ ,$\vec{ y }$を $\vec{ a }$ ,$\vec{ b }$を用いて表せ。
(1)
$2\vec{ x }+\vec{ y }=\vec{ a } $
$\vec{ x }-\vec{ y }=\vec{ b }$
(2)
$2\vec{ b }-3\vec{ y }=\vec{ a }+\vec{ b }$
$\vec{ x }+\vec{ y }=\vec{ a }-\vec{ b }$
【数C】【複素数平面】複素数の回転と三角形 ※問題文は概要欄
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#複素数平面
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
複素数平面上の3点O(0),A(2-i),Bについて､次の条件を満たしているとき､
点Bを表す複素数を求めよ｡
(1)△OABが正三角形となる｡(2)△OABがBを直角の頂点とする二等辺三角形になる｡
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複素数平面上の3点O(0),A(2-i),Bについて､次の条件を満たしているとき､
点Bを表す複素数を求めよ｡
(1)△OABが正三角形となる｡(2)△OABがBを直角の頂点とする二等辺三角形になる｡
【数C】【複素数平面】 極形式から三角比の値を求める ※問題文は概要欄
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#複素数平面
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問題文全文(内容文)：
$1+i$､$\sqrt{3}+i$を極形式で表すことにより､$cos \displaystyle \frac{5π}{12}$と$sin \displaystyle \frac{5π}{12}$の値を求めよ｡
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$1+i$､$\sqrt{3}+i$を極形式で表すことにより､$cos \displaystyle \frac{5π}{12}$と$sin \displaystyle \frac{5π}{12}$の値を求めよ｡
【数C】【複素数平面】 極形式で表す ※問題文は概要欄
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#複素数平面
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
次の複素数を 極形式で表せ｡ただし､偏角θは0≦θ＜2πとする｡
(1)$\displaystyle \frac{4+3i}{1+7i}$
(2)$\sqrt{3}+\displaystyle \frac{1-i}{1+i}$
(3)$ｰ4(\cos \displaystyle \frac{π}{6} + i\sin \displaystyle \frac{π}{6})$
(4)$cos\displaystyle \frac{2π}{3}ｰisin \displaystyle \frac{2π}{3}$
(5)$2(sin \displaystyle \frac{π}{3} + i cos \displaystyle \frac{π}{3})$
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次の複素数を 極形式で表せ｡ただし､偏角θは0≦θ＜2πとする｡
(1)$\displaystyle \frac{4+3i}{1+7i}$
(2)$\sqrt{3}+\displaystyle \frac{1-i}{1+i}$
(3)$ｰ4(\cos \displaystyle \frac{π}{6} + i\sin \displaystyle \frac{π}{6})$
(4)$cos\displaystyle \frac{2π}{3}ｰisin \displaystyle \frac{2π}{3}$
(5)$2(sin \displaystyle \frac{π}{3} + i cos \displaystyle \frac{π}{3})$
【数C】【複素数平面】複素数の大きさ・対称式の利用 ※問題文は概要欄
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
$\alpha,\beta$は複素数とする｡$|\alpha|=|\beta|=1,\alpha+\beta+1=0$のとき､$\alpha^2+\beta^2$の値を求めよ｡
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$\alpha,\beta$は複素数とする｡$|\alpha|=|\beta|=1,\alpha+\beta+1=0$のとき､$\alpha^2+\beta^2$の値を求めよ｡
【数C】【複素数平面】複素数の大きさと式変形 ※問題文は概要欄
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
$|z|=3$かつ$|z-2|=4$を満たす複素数$z$について､次の値を求めよ｡
(1)$z\bar{z}$ (2) $z+\bar{z}$
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$|z|=3$かつ$|z-2|=4$を満たす複素数$z$について､次の値を求めよ｡
(1)$z\bar{z}$ (2) $z+\bar{z}$
【数C】【複素数平面】複素数の大きさ ※問題文は概要欄
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#複素数平面
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
$z=2-i$のとき、$|z+\displaystyle \frac{1}{z}|^2$の値を求めよ。
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$z=2-i$のとき、$|z+\displaystyle \frac{1}{z}|^2$の値を求めよ。
【数C】【複素数平面】実数であることの証明 ※問題文は概要欄
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#複素数平面
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
α、βを複素数とし、α≠０とするとき、次のことを証明せよ。
αβが実数 ⇔ β＝kαとなる実数ｋがある
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α、βを複素数とし、α≠０とするとき、次のことを証明せよ。
αβが実数 ⇔ β＝kαとなる実数ｋがある
【数C】【複素数平面】基本公式と式変形 ※問題文は概要欄
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#複素数平面
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
複素数$z$が$3z+\bar{z}=2-2i$を満たすとき、以下の問いに答えよ。
（１）$3\bar{z}+z$を求めよ。
（２）$z$を求めよ。
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複素数$z$が$3z+\bar{z}=2-2i$を満たすとき、以下の問いに答えよ。
（１）$3\bar{z}+z$を求めよ。
（２）$z$を求めよ。
【数C】【平面上のベクトル】ベクトルと図形2 ※問題文は概要欄
単元：
#平面上のベクトル#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#数学(高校生)#数C
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
問題1
$\triangle \rm OAB$において、辺$\rm OB$の中点を$\rm M$辺$\rm AB$を$1:2$に内分する点を$\rm C$、辺$\rm OA$を$2:3$に内分する点を$\rm D$、線分$\rm CM$と線分$\rm BD$の交点を$\rm P$とする。また、$\overrightarrow {\rm OA}=\vec{a}，\overrightarrow{\rm OB}=\vec{b}$とする。
(1)$\overrightarrow{\rm OP}$を$\vec{a},\vec{b}$を用いて表せ。
(2)直線$\rm OP$と辺$\rm AB$の交点を$\rm Q$とするとき、$\rm AQ:QB$を求めよ。
問題2
$\rm OA=3, OC=2$である長方形$\rm OABC$がある。辺$\rm OA$を$1:2$に内分する点を$\rm D$、辺$\rm AB$を$3:1$に内分する点を$\rm E$とするとき、$\rm CD\perp OE$であることを証明せよ。
問題3
鋭角三角形$\rm ABC$の外心を$\rm O$、辺$\rm BC$の中点を$\rm M$とする。頂点$\rm A$から辺$\rm BC$に垂線$\rm AN$を下ろし、線分$\rm AN$上に点$\rm H$を$\rm AH=2OM$となるようにとると、$\rm H$は$\triangle \rm ABC$の垂心であることを証明せよ。
問題4
$\rm OA=6,OB=4,\angle AOB=60°$である$\triangle \rm OAB$において、頂点$\rm A$から辺$\rm OB$に垂線$\rm AC$，頂点$\rm B$から辺$\rm OA$に垂線$\rm BD$を下ろす。線分$\rm AC$と線分$\rm BD$の交点を$\rm H$とするとき、$\overrightarrow{\rm OH}$を$\rm \overrightarrow{OA},\overrightarrow{OB}$を用いて表せ。
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問題1
$\triangle \rm OAB$において、辺$\rm OB$の中点を$\rm M$辺$\rm AB$を$1:2$に内分する点を$\rm C$、辺$\rm OA$を$2:3$に内分する点を$\rm D$、線分$\rm CM$と線分$\rm BD$の交点を$\rm P$とする。また、$\overrightarrow {\rm OA}=\vec{a}，\overrightarrow{\rm OB}=\vec{b}$とする。
(1)$\overrightarrow{\rm OP}$を$\vec{a},\vec{b}$を用いて表せ。
(2)直線$\rm OP$と辺$\rm AB$の交点を$\rm Q$とするとき、$\rm AQ:QB$を求めよ。
問題2
$\rm OA=3, OC=2$である長方形$\rm OABC$がある。辺$\rm OA$を$1:2$に内分する点を$\rm D$、辺$\rm AB$を$3:1$に内分する点を$\rm E$とするとき、$\rm CD\perp OE$であることを証明せよ。
問題3
鋭角三角形$\rm ABC$の外心を$\rm O$、辺$\rm BC$の中点を$\rm M$とする。頂点$\rm A$から辺$\rm BC$に垂線$\rm AN$を下ろし、線分$\rm AN$上に点$\rm H$を$\rm AH=2OM$となるようにとると、$\rm H$は$\triangle \rm ABC$の垂心であることを証明せよ。
問題4
$\rm OA=6,OB=4,\angle AOB=60°$である$\triangle \rm OAB$において、頂点$\rm A$から辺$\rm OB$に垂線$\rm AC$，頂点$\rm B$から辺$\rm OA$に垂線$\rm BD$を下ろす。線分$\rm AC$と線分$\rm BD$の交点を$\rm H$とするとき、$\overrightarrow{\rm OH}$を$\rm \overrightarrow{OA},\overrightarrow{OB}$を用いて表せ。
【数C】【平面上のベクトル】ベクトルと図形1 ※問題文は概要欄
単元：
#平面上のベクトル#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#数学(高校生)#数C
教材：
#4S数学#中高教材#4S数学CのB問題解説#平面上のベクトル
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
問題1
$△ABC$の辺$AB$，$BC$，$CA$を2:1に内分する点を、それぞれ$A_1$，$B1_1$，$C_1$とする。更に、$△A_1B_1C_1$の辺$A_1B_1$，$B_1C_1$を2:1に内分する点を、それぞれ$A_2$，$B_2$とする。このとき、$A_2B_2//AB$であることを示せ。
問題2
△ABCにおいて、辺BCを2:1に外分する点をP，辺ABを1:2に内分する点をQ、辺CAの中点をRとする。
(1)3点P，Q，Rは一直線上にあることを証明せよ。
(2)QR:QPを求めよ。
問題3
平行四辺形ABCDにおいて、辺ABを3:2に内分する点をP、対角線BDを2:5に内分する点をQとする。
(1)3点P，Q，Cは一直線上にあることを証明せよ。
(2)PQ:QCを求めよ。
問題4
△ABCにおいて、辺ABを1:2に内分する点をD、辺ACを3:1に内分する点をEとし、線分CD、BEの交点をPとする。$\overrightarrow{ AB }=\overrightarrow{ b }$，$\overrightarrow{ AC }=\overrightarrow{ c }$とするとき、$\overrightarrow{ AP }$を$\overrightarrow{b}$，$\overrightarrow{c}$を用いて表せ。
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問題1
$△ABC$の辺$AB$，$BC$，$CA$を2:1に内分する点を、それぞれ$A_1$，$B1_1$，$C_1$とする。更に、$△A_1B_1C_1$の辺$A_1B_1$，$B_1C_1$を2:1に内分する点を、それぞれ$A_2$，$B_2$とする。このとき、$A_2B_2//AB$であることを示せ。
問題2
△ABCにおいて、辺BCを2:1に外分する点をP，辺ABを1:2に内分する点をQ、辺CAの中点をRとする。
(1)3点P，Q，Rは一直線上にあることを証明せよ。
(2)QR:QPを求めよ。
問題3
平行四辺形ABCDにおいて、辺ABを3:2に内分する点をP、対角線BDを2:5に内分する点をQとする。
(1)3点P，Q，Cは一直線上にあることを証明せよ。
(2)PQ:QCを求めよ。
問題4
△ABCにおいて、辺ABを1:2に内分する点をD、辺ACを3:1に内分する点をEとし、線分CD、BEの交点をPとする。$\overrightarrow{ AB }=\overrightarrow{ b }$，$\overrightarrow{ AC }=\overrightarrow{ c }$とするとき、$\overrightarrow{ AP }$を$\overrightarrow{b}$，$\overrightarrow{c}$を用いて表せ。
福田のおもしろ数学342〜複素数に関する三角不等式と等号成立条件
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
複素数$z_1,z_2$に対して、$|z_1+z_2|\leqq |z_1|+|z_2|が成り立つことを証明してください。$
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複素数$z_1,z_2$に対して、$|z_1+z_2|\leqq |z_1|+|z_2|が成り立つことを証明してください。$
落とせないベクトル！京大でもびびる必要なし！【京都大学】【数学 入試問題】
単元：
#大学入試過去問(数学)#平面上のベクトル#空間ベクトル#平面上のベクトルと内積#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)#京都大学#数学(高校生)#数C
指導講師：
数学・算数の楽しさを思い出した / Ken
問題文全文(内容文)：
三角形ABCと点Pに対して、次の二つの条件は同値であることを証明せよ。
(i) 点Pは三角形ABCの内部(周は除く)にある
(ii)正の数a,b,cがあって、aPA+bPB+cPC=0が成り立つ。
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三角形ABCと点Pに対して、次の二つの条件は同値であることを証明せよ。
(i) 点Pは三角形ABCの内部(周は除く)にある
(ii)正の数a,b,cがあって、aPA+bPB+cPC=0が成り立つ。
福田の数学〜北里大学2024医学部第1問(3)〜空間ベクトルと四面体の体積
単元：
#大学入試過去問(数学)#空間ベクトル#空間ベクトル#学校別大学入試過去問解説(数学)#北里大学#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
座標空間に4点A(-1, -1, -1), B(2, 0, 1), C(-2, 2, 0), D(1,0,5)がある。このとき、三角形ABCの面積は キ である。平面ABC上に点Hを直線DHが平面 ABCと垂直になるようにとると、点Hの座標は ク である。また、四面体ABCD の体積は ケ である。
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座標空間に4点A(-1, -1, -1), B(2, 0, 1), C(-2, 2, 0), D(1,0,5)がある。このとき、三角形ABCの面積は キ である。平面ABC上に点Hを直線DHが平面 ABCと垂直になるようにとると、点Hの座標は ク である。また、四面体ABCD の体積は ケ である。
福田の数学〜早稲田大学2024社会科学部第2問〜三角形の内心と垂心の位置ベクトル
単元：
#平面上のベクトル#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$
\begin{eqnarray}
\fcolorbox{black}{ white }{$2$}OA = 6, \,OB = 5,\,AB=7である\triangle OABにおいて、\vec{a} \ = \ \vec{OA} , \ \vec{b} \ = \ \vec{OB}とおく。
\end{eqnarray}
$
$
\begin{eqnarray}
(1)\triangle OABの内心を1、辺ABと直線OIの交点をCとする。\vec{OC}を\vec{a}, \ \vec{b}で表せ。
\end{eqnarray}
$
$
\begin{eqnarray}
(1) \vec{OI}を \vec{a}, \ \vec{b}で表せ。
\end{eqnarray}
$
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\begin{eqnarray}
\fcolorbox{black}{ white }{$2$}OA = 6, \,OB = 5,\,AB=7である\triangle OABにおいて、\vec{a} \ = \ \vec{OA} , \ \vec{b} \ = \ \vec{OB}とおく。
\end{eqnarray}
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\begin{eqnarray}
(1)\triangle OABの内心を1、辺ABと直線OIの交点をCとする。\vec{OC}を\vec{a}, \ \vec{b}で表せ。
\end{eqnarray}
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\begin{eqnarray}
(1) \vec{OI}を \vec{a}, \ \vec{b}で表せ。
\end{eqnarray}
$
福田の数学〜早稲田大学2024商学部第3問〜空間の中の2つの三角形の面積の和の最小値
単元：
#大学入試過去問(数学)#空間ベクトル#空間ベクトル#学校別大学入試過去問解説(数学)#早稲田大学#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
3 座標空間において、4点をA(0, 0, 2), B(-1, 0, 4), C(1, 1, 0), D(0, 0, 1) とする。次の問いに答えよ。
(1) Pを直線AB上の点とするとき、三角形PCDの面積の最小値を求めよ。
(2) Q,Rを直線 CD上のとし、QR = √3とする。三角形QABの面積と三角形 RAB の面積の和の最小値を求めよ。
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3 座標空間において、4点をA(0, 0, 2), B(-1, 0, 4), C(1, 1, 0), D(0, 0, 1) とする。次の問いに答えよ。
(1) Pを直線AB上の点とするとき、三角形PCDの面積の最小値を求めよ。
(2) Q,Rを直線 CD上のとし、QR = √3とする。三角形QABの面積と三角形 RAB の面積の和の最小値を求めよ。
福田のおもしろ数学304〜複素数の実部の最大値
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
複素数 $z$ が $|z|=4$ を満たすとき $\displaystyle (75+117i) z + \frac{96 + 144i}{z}$ の実部の最大値を求めよ。
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複素数 $z$ が $|z|=4$ を満たすとき $\displaystyle (75+117i) z + \frac{96 + 144i}{z}$ の実部の最大値を求めよ。
福田の数学〜早稲田大学2024教育学部第2問〜複素数の集合に関する論証
単元：
#大学入試過去問(数学)#複素数平面#複素数平面#学校別大学入試過去問解説(数学)#早稲田大学#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$3$つの複素数 $z_1, z_2, z_3$に関する条件$P$を次のように定める。
P: 「$z_1, z_2, z_3$はどれも0ではなく、互いに異なり、かつ$ \{{z_1}^n | n は整数\} = \{{z_2}^n | nは整数\} = \{{z_3}^n |n は整数\}$
である。」
次の問いに答えよ。
(1) $3$つの複素数 $z_1,z_2,z_3$が条件$P$を満たしているとする。このとき$ |z_1| = 1$ であることを示せ。また集合$ \{{z_1}^n | n は整数\}$の要素の個数は有限であることを示せ。
(2) 条件$P$を満たす3つの複素数 $z_1,z_2,z_3$のうち、集合$ \{{z_1}^n | n は整数\}$の要素の個数が最小となるものを考える。このとき集合$ \{{z_1}^n | n は整数\}$を求めよ。
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$3$つの複素数 $z_1, z_2, z_3$に関する条件$P$を次のように定める。
P: 「$z_1, z_2, z_3$はどれも0ではなく、互いに異なり、かつ$ \{{z_1}^n | n は整数\} = \{{z_2}^n | nは整数\} = \{{z_3}^n |n は整数\}$
である。」
次の問いに答えよ。
(1) $3$つの複素数 $z_1,z_2,z_3$が条件$P$を満たしているとする。このとき$ |z_1| = 1$ であることを示せ。また集合$ \{{z_1}^n | n は整数\}$の要素の個数は有限であることを示せ。
(2) 条件$P$を満たす3つの複素数 $z_1,z_2,z_3$のうち、集合$ \{{z_1}^n | n は整数\}$の要素の個数が最小となるものを考える。このとき集合$ \{{z_1}^n | n は整数\}$を求めよ。
福田の数学〜慶應義塾大学2024環境情報学部第3問〜空間ベクトルと四面体の体積
単元：
#大学入試過去問(数学)#空間ベクトル#空間ベクトル#学校別大学入試過去問解説(数学)#慶應義塾大学#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
四面体 $\mathrm{ABCD}$ において、$|\overrightarrow{\mathrm{AB}}| = 3,$ $|\overrightarrow{\mathrm{AC}}|$ $=|\overrightarrow{\mathrm{AD}}|$$= |\overrightarrow{\mathrm{BC}}|$$=|\overrightarrow{\mathrm{BD}}|=4,$$|\overrightarrow{\mathrm{CD}}|=5$であるとき $\overrightarrow{\mathrm{AB}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{AC}}$ $=\frac{\fbox{アイ}}{\fbox{ウエ}},$ $\overrightarrow{\mathrm{AC}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{AD}}$ $=\frac{\fbox{オカ}}{\fbox{キク}},$ $\overrightarrow{\mathrm{AC}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}}$$=\frac{\fbox{ケコ}}{\fbox{サシ}}$
ここで、頂点 $\mathrm{D}$ から $\triangle \mathrm{ABC}$ に下した垂線の足を $\mathrm{H}$ とすると、$\overrightarrow{\mathrm{AH}}$ は $\overrightarrow{\mathrm{AB}}$ と $\overrightarrow{\mathrm{AC}}$ を用いて
$\overrightarrow{\mathrm{AH}}$ $=\frac{\fbox{スセ}}{\fbox{ソタ}} \overrightarrow{\mathrm{AB}}$ $+ \frac{\fbox{チツ}}{\fbox{テト}}\overrightarrow{\mathrm{AC}}$ とあらわすことができる。
垂線 $\mathrm{DH}$ の長さは $\frac{\fbox{ナニ}}{\fbox{ヌネ}}\sqrt{\fbox{ノハ}}$ であるから、四面体 $\mathrm{ABCD}$ の体積は $\frac{\fbox{ヒフ}}{\fbox{ヘホ}}\sqrt{\fbox{マミ}}$ である。
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四面体 $\mathrm{ABCD}$ において、$|\overrightarrow{\mathrm{AB}}| = 3,$ $|\overrightarrow{\mathrm{AC}}|$ $=|\overrightarrow{\mathrm{AD}}|$$= |\overrightarrow{\mathrm{BC}}|$$=|\overrightarrow{\mathrm{BD}}|=4,$$|\overrightarrow{\mathrm{CD}}|=5$であるとき $\overrightarrow{\mathrm{AB}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{AC}}$ $=\frac{\fbox{アイ}}{\fbox{ウエ}},$ $\overrightarrow{\mathrm{AC}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{AD}}$ $=\frac{\fbox{オカ}}{\fbox{キク}},$ $\overrightarrow{\mathrm{AC}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}}$$=\frac{\fbox{ケコ}}{\fbox{サシ}}$
ここで、頂点 $\mathrm{D}$ から $\triangle \mathrm{ABC}$ に下した垂線の足を $\mathrm{H}$ とすると、$\overrightarrow{\mathrm{AH}}$ は $\overrightarrow{\mathrm{AB}}$ と $\overrightarrow{\mathrm{AC}}$ を用いて
$\overrightarrow{\mathrm{AH}}$ $=\frac{\fbox{スセ}}{\fbox{ソタ}} \overrightarrow{\mathrm{AB}}$ $+ \frac{\fbox{チツ}}{\fbox{テト}}\overrightarrow{\mathrm{AC}}$ とあらわすことができる。
垂線 $\mathrm{DH}$ の長さは $\frac{\fbox{ナニ}}{\fbox{ヌネ}}\sqrt{\fbox{ノハ}}$ であるから、四面体 $\mathrm{ABCD}$ の体積は $\frac{\fbox{ヒフ}}{\fbox{ヘホ}}\sqrt{\fbox{マミ}}$ である。
福田の数学〜東京理科大学2024創域理工学部第1問(1)〜複素数と三角形の外接円
単元：
#大学入試過去問(数学)#複素数平面#複素数平面#図形への応用#学校別大学入試過去問解説(数学)#東京理科大学#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$\boxed{1}(1)a$を正の実数とする。$x$についての方程式
$(x^2+ax+2)(x^2-ax-1)=0・・・①$
が異なる2つの実数解と異なる2つの虚数解をもつのは
$\boxed{ア} \lt a \lt \boxed{イ}\sqrt{\boxed{ウ}}・・・②$
のときである。
以下では、$a$は不等式$②$を満たす最大の整数とし、$i$は虚数単位とする。このとき、複素数平面上において、方程式$①$の異なる2つの虚数解と$3+i$を頂点とする三角形の面積は$\boxed{エ}$であり、この三角形の外接円を複素数zの方程式で表すと
$|x-\boxed{オ}|=\sqrt{\boxed{カ}}$
である。
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$\boxed{1}(1)a$を正の実数とする。$x$についての方程式
$(x^2+ax+2)(x^2-ax-1)=0・・・①$
が異なる2つの実数解と異なる2つの虚数解をもつのは
$\boxed{ア} \lt a \lt \boxed{イ}\sqrt{\boxed{ウ}}・・・②$
のときである。
以下では、$a$は不等式$②$を満たす最大の整数とし、$i$は虚数単位とする。このとき、複素数平面上において、方程式$①$の異なる2つの虚数解と$3+i$を頂点とする三角形の面積は$\boxed{エ}$であり、この三角形の外接円を複素数zの方程式で表すと
$|x-\boxed{オ}|=\sqrt{\boxed{カ}}$
である。
福田の数学〜上智大学2024理工学部第3問〜円の内部を反射しながら進む点の通過範囲
単元：
#大学入試過去問(数学)#平面上のベクトル#数列#平面上のベクトルと内積#漸化式#学校別大学入試過去問解説(数学)#上智大学#数学(高校生)#数B#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
点$O$を中心とし半径が$1$の円形のビリヤード台がある。台の縁の点$P_1$に大きさが無視できる球$Q$を置き、半径$P_1O$とのなす角が$\frac{\pi}{8}$の方向へ球$Q$を打ち出す。
球$Q$は、ビリヤード台の縁に当たると、図のように入射角と反射角が等しくなるように反射し、一度打ち出されたら止まらないものとする。
$i=1,2,3,\cdots$に対し、点$P_i$の次に球$Q$が縁に当たる点を$P_{i+1}$とし、$\overrightarrow{OP_i}=\overrightarrow{p_i}$とする。
（1）$\overrightarrow{p_3}=\fbox{あ}\overrightarrow{p_1}+\fbox{い}\overrightarrow{p_2},\overrightarrow{p_4}=\fbox{う}\overrightarrow{p_1}+\fbox{え}\overrightarrow{p_2}$である。
（2）$P_i=P_1となるiのうち、 i\geqq 2で最小のものは\fbox{ソ}である。$
（3）$線分P_1P_2とP_3P_4 との交点をA、線分P_1P_2とP_6P_7との交点をBとすると$
$\overrightarrow{OA}=\fbox{お}\overrightarrow{p_1}+\fbox{か}\overrightarrow{p_2},\overrightarrow{OB}=\fbox{き}\overrightarrow{p_1}+\fbox{く}\overrightarrow{p_2}$である。
（4）球$Q$が点$P_1$から打ち出されてから初めて再び点$P_1$に到達するまでに、中心$O$と球$Q$とを結ぶ線分$OQ$がちょうど2回通過する領域の面積は$\fbox{タ}+\fbox{チ}\sqrt{2}$である。
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点$O$を中心とし半径が$1$の円形のビリヤード台がある。台の縁の点$P_1$に大きさが無視できる球$Q$を置き、半径$P_1O$とのなす角が$\frac{\pi}{8}$の方向へ球$Q$を打ち出す。
球$Q$は、ビリヤード台の縁に当たると、図のように入射角と反射角が等しくなるように反射し、一度打ち出されたら止まらないものとする。
$i=1,2,3,\cdots$に対し、点$P_i$の次に球$Q$が縁に当たる点を$P_{i+1}$とし、$\overrightarrow{OP_i}=\overrightarrow{p_i}$とする。
（1）$\overrightarrow{p_3}=\fbox{あ}\overrightarrow{p_1}+\fbox{い}\overrightarrow{p_2},\overrightarrow{p_4}=\fbox{う}\overrightarrow{p_1}+\fbox{え}\overrightarrow{p_2}$である。
（2）$P_i=P_1となるiのうち、 i\geqq 2で最小のものは\fbox{ソ}である。$
（3）$線分P_1P_2とP_3P_4 との交点をA、線分P_1P_2とP_6P_7との交点をBとすると$
$\overrightarrow{OA}=\fbox{お}\overrightarrow{p_1}+\fbox{か}\overrightarrow{p_2},\overrightarrow{OB}=\fbox{き}\overrightarrow{p_1}+\fbox{く}\overrightarrow{p_2}$である。
（4）球$Q$が点$P_1$から打ち出されてから初めて再び点$P_1$に到達するまでに、中心$O$と球$Q$とを結ぶ線分$OQ$がちょうど2回通過する領域の面積は$\fbox{タ}+\fbox{チ}\sqrt{2}$である。
福田の数学〜上智大学2024理工学部第3問〜円の内部を反射しながら進む点の通過範囲
単元：
#平面上のベクトル#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$O$ を中心とする半径1の円周上の点 $P_1$ から図のように (図は動画内参照) 点 $Q$ を発射すると円の中を $P_2, \, P_3, \, \ldots $ と反射しながら止まることなく動き続けるとする。$\vec{OP_i}=\vec{p_i}$ とおく。$\vec{p_3}, \, \vec{p_4}$ を $\vec{p_1}, \, \vec{p_2}$ で表せ。$\vec{p_i}=\vec{p_1}$ となる最小の $i\ge2$ を求めよ。点 $Q$ が再び点 $P_1$ に到達するまでに、線分 $OQ$ がちょうど2回通過する領域の面積は？
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$O$ を中心とする半径1の円周上の点 $P_1$ から図のように (図は動画内参照) 点 $Q$ を発射すると円の中を $P_2, \, P_3, \, \ldots $ と反射しながら止まることなく動き続けるとする。$\vec{OP_i}=\vec{p_i}$ とおく。$\vec{p_3}, \, \vec{p_4}$ を $\vec{p_1}, \, \vec{p_2}$ で表せ。$\vec{p_i}=\vec{p_1}$ となる最小の $i\ge2$ を求めよ。点 $Q$ が再び点 $P_1$ に到達するまでに、線分 $OQ$ がちょうど2回通過する領域の面積は？
福田の数学〜上智大学2024理工学部第1問(1)〜複素数の絶対値と三角関数の計算
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
複素数 $z=(-3+2 \cos\theta )+(4+2 \sin \theta)i$ の絶対値は、$\theta = \theta_1$ のとき最小値 $\fbox{ア}$ をとる。このとき、 $\sin{\theta_1} = \frac{\fbox{イ}}{\fbox{ウ}}$ である。
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複素数 $z=(-3+2 \cos\theta )+(4+2 \sin \theta)i$ の絶対値は、$\theta = \theta_1$ のとき最小値 $\fbox{ア}$ をとる。このとき、 $\sin{\theta_1} = \frac{\fbox{イ}}{\fbox{ウ}}$ である。
福田の数学〜上智大学2024TEAP利用型理系第2問〜底面が長方形の四角錐の体積
単元：
#空間ベクトル#空間ベクトル#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
平面$\alpha$上にある長方形$\rm ABCD$と、$\alpha$上にない点$\rm O$で定まる四角錐$\rm O$-$\rm ABCD$を
考える。$\overrightarrow{\rm OA}=\vec{a},\overrightarrow{\rm OB} =\vec{b},\overrightarrow{\rm OC} =\vec{c},\overrightarrow{\rm OD} =\vec{d},$ とするとき、
$|\vec{a}|=9, |\vec{b}|=7,|\vec{c}|=2\sqrt{11},\vec{a}\cdot \vec{b}= 33,\vec{b}\cdot\vec{c} = 34$
である。
(1)$\vec{d}$を$\vec{a},\vec{b},\vec{c}$で表すと$\vec{d}=\boxed{オ}\vec{a}+\boxed{カ}\vec{b}+\boxed{キ}\vec{c}$
(2) $\vec{a}\cdot \vec{c}=\boxed{ク}$
(3) $\rm O$から平面$\alpha$に垂線$\rm OH$を下ろすと$\overrightarrow{\rm OH}=\dfrac{\boxed{ケ}}{\boxed{コ}}\vec a+\dfrac{\boxed{サ}}{\boxed{シ}}\vec b+\dfrac{\boxed{ス}}{\boxed{セ}}\vec c$であり点$\rm H$は$\boxed{う}$ にある。
(4) 長方形$\rm ABCD$の面積は$\boxed{ソ}$である。
(5) 四角錐$\rm O$-$\rm ABCD$の体積は$\boxed{タ}$である。
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平面$\alpha$上にある長方形$\rm ABCD$と、$\alpha$上にない点$\rm O$で定まる四角錐$\rm O$-$\rm ABCD$を
考える。$\overrightarrow{\rm OA}=\vec{a},\overrightarrow{\rm OB} =\vec{b},\overrightarrow{\rm OC} =\vec{c},\overrightarrow{\rm OD} =\vec{d},$ とするとき、
$|\vec{a}|=9, |\vec{b}|=7,|\vec{c}|=2\sqrt{11},\vec{a}\cdot \vec{b}= 33,\vec{b}\cdot\vec{c} = 34$
である。
(1)$\vec{d}$を$\vec{a},\vec{b},\vec{c}$で表すと$\vec{d}=\boxed{オ}\vec{a}+\boxed{カ}\vec{b}+\boxed{キ}\vec{c}$
(2) $\vec{a}\cdot \vec{c}=\boxed{ク}$
(3) $\rm O$から平面$\alpha$に垂線$\rm OH$を下ろすと$\overrightarrow{\rm OH}=\dfrac{\boxed{ケ}}{\boxed{コ}}\vec a+\dfrac{\boxed{サ}}{\boxed{シ}}\vec b+\dfrac{\boxed{ス}}{\boxed{セ}}\vec c$であり点$\rm H$は$\boxed{う}$ にある。
(4) 長方形$\rm ABCD$の面積は$\boxed{ソ}$である。
(5) 四角錐$\rm O$-$\rm ABCD$の体積は$\boxed{タ}$である。
福田の数学〜上智大学2024TEAP利用型理系第1問(2)〜複素数の極形式とド・モアブルの定理
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$
\begin{eqnarray}
\fcolorbox{#000}{ #fff }{1}(2)\
複素数(\sqrt{2}+\sqrt{6}i)^{2024}を極形式で表したときの絶対値をr、偏角をθとする。ただし、0\leqqθ<2π\
このとき、\dfrac{log_2r}{2024}=\fcolorbox{#000}{ #fff }{$あ \ \ \ $}、θ=\fcolorbox{#000}{ #fff }{$い \ \ \ $}πである。
\end{eqnarray}
$
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$
\begin{eqnarray}
\fcolorbox{#000}{ #fff }{1}(2)\
複素数(\sqrt{2}+\sqrt{6}i)^{2024}を極形式で表したときの絶対値をr、偏角をθとする。ただし、0\leqqθ<2π\
このとき、\dfrac{log_2r}{2024}=\fcolorbox{#000}{ #fff }{$あ \ \ \ $}、θ=\fcolorbox{#000}{ #fff }{$い \ \ \ $}πである。
\end{eqnarray}
$
福田のおもしろ数学263〜複素数平面上の3点が正三角形をなす必要十分条件
単元：
#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
複素数平面上の$3$点$α,β,γ$が正三角形になるための必要十分条件は$α^2+β^2+γ^2=αβ+βγ+γα$であることを証明して下さい。
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複素数平面上の$3$点$α,β,γ$が正三角形になるための必要十分条件は$α^2+β^2+γ^2=αβ+βγ+γα$であることを証明して下さい。
福田のおもしろ数学262〜アルキメデスの螺旋の長さ
単元：
#平面上の曲線#媒介変数表示と極座標#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
極方程式$r=θ(0 \leqq θ \leqqπ)$が表す曲線の長さを求めて下さい。
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極方程式$r=θ(0 \leqq θ \leqqπ)$が表す曲線の長さを求めて下さい。