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線形代数

四面体ABCDに対しΔBCD,ΔCDA,ΔDAB,ΔABCの重心をそれぞれE,F,G,Hとおく。 (1)ADの中点をMとする重心の定義からF,Gはそれぞれ線分MC、MB上にある。したがって線分BFと線分CGは三角形MBC内の一点で交わる。その交点をIとおき、ベクトルMIをベクトルMB,ベクトルMCをもちいてあらわせ。 (2)ベクトルAIをベクトルAB、ベクトルAC,ベクトルADを用いてあらわせ。 (3)4線分AE,BF,CG,DHはすべてIを通ることを示せ。 以上のことを教えてください。 よろしくお願いします。

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  • nag0720
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回答No.1

ベクトルABを単にABと表わします。 (1) F,Gは重心なので、 CG=2/3CM+1/3CB、BF=2/3BM+1/3BC BI=pBF、CI=qCG とおくと、 MB+pBF=MC+qCG MB+p(2/3BM+1/3BC)=MC+q(2/3CM+1/3CB) BC=MC-MB なので MB+p(2/3BM+1/3(MC-MB))=MC+q(2/3CM-1/3(MC-MB)) 整理すると、 (1-p-q/3)MB-(1-q-p/3)MC=0 よって、 p=q=3/4 以上より、 MI=MB+BI=MB+3/4(2/3BM+1/3(MC-MB))=1/4MB+1/4MC (2) AI=AM+MI=-MA+1/4MB+1/4MC (3) AE=AD+1/3DB+1/3DC  =2AM+1/3(DM+MB)+1/3(DM+MC)  =-2MA+1/3(MA+MB)+1/3(MA+MC)  =-4/3MA+1/3MB+1/3MC AI=3/4AE なので線分AEはIを通る。 DHも同様

myteens
質問者

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大変参考になりました。 本当に助かりました。ありがとうございました。

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