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数学Bのベクトルの問題についての質問です
数学Bのベクトルの問題についての質問です ずっと考えても解けないので質問しました 回答よろしくお願いします… 問題:平面ベクトルa,b,cがa・c=b・c=-3√3・a・b |a|=|b|=|c|=1を満たすとき、a・bの値を求めよ。 小文字の英語は全てベクトルで||は絶対値です 3√3は『さんルートさん』です 本当に困っているのでよろしくお願いします
- zamanobaka
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- info22_
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解き方は#1さんの方法で良いとお思いますが解いて見ましたか? 行き詰っているなら途中計算を書いて、何処が分からないか補足質問するようにして下さい。 |a|=|b|=|c|=1、a・c=b・c=-(3√3)a・b であることから、 a・c=|a|*|c|cosθ=cosθ(0≦θ≦πにとる) b・c=|b|*|c|cosφ=cosφとおくと φ=-θとなる。 またこのとき θが鋭角のとき a・b=|a|*|b|cos(2θ)=cos(2θ) θが鈍角のとき a・b=|a|*|b|cos(2(π-θ))=cos(2θ) となるので 「a・c=b・c=-3√3・a・b」から次式が得られる。 cosθ=-(3√3)cos(2θ) cosθ=-(3√3)(2cos^2(θ)-1) cosθ=x (|x|≦1)とおくと x=-(3√3)(2x^2-1) 18x^2+√3x-9=0 x=cosθ=-(1+√217)/(12√3)≒-0.7568542348 (θは鈍角) またはx=(√217-1)/(12√3)≒0.6606291899 (θは鋭角) いずれも |x|≦1を満たしている。 したがって a・b=|a|*|b|cos(2θ)=cos(2θ)=2cos^2(θ)-1 =2x^2-1 x=-(1+√217)/(12√3)≒-0.7568542348のとき ∴a・b=(1+√217)/108≒ 0.1456566654 …(1) x=(√217-1)/(12√3)≒0.6606291899のとき ∴a・b=-(√217-1)/108≒-0.1271381469 …(2) 以上から、a・b=(1±√217)/108
- Mr_Holland
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ベクトルのなす角に注目して求めてみてはいかがでしょうか。 ベクトルa,cがなす角をθ、b,cがなす角をφとおくと、a・c=b・c から θ=±φ が得られます。 3つのベクトルは平面ベクトルですから このうち θ=φ のとき a=b で cosθ=3√3 となってしまいますので、θ=φ は除外されます。 θ=-φ のときb,cのなす角は 2θ になり、内積の式から次の式が得られます。 cosθ=-3√3 cos(2θ) cosの倍角の公式を利用して、cosθの2次方程式にすればcosθが求められます。 そうすれば cos(2θ)も分かり、a・b=cos(2θ) が求められます。 別の方法として、座標で考える方法もあります。 この場合、3ベクトルの始点を原点Oにおいて、ベクトルc方向にx軸を引き、3つのベクトルの終点をそれぞれ点A(x,y),B(x,±y),C(1,0) (ただし x^2+y^2=1)とおいてから、B(x,-y)を導き xの2次方程式を立てて a・b=x^2-y^2 を求めても良いと思います。
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