質問<2769>
「「ベクトル」」
日付 2005/12/15
質問者 はっさく


(1)
\(\vec{a}\),\(\vec{b}\)が,|\(\vec{a}\)+\(\vec{b}\)|=8、|\(\vec{a}\)-\(\vec{b}\)|=6をみたし、
\(\vec{a}\)+\(\vec{b}\)と\(\vec{a}\)-\(\vec{b}\)が直交しているとき、
\(\vec{a}\)・\(\vec{b}\)、|\(\vec{a}\)|、|\(\vec{b}\)|を求めよ。
また、\(\vec{a}\)と\(\vec{b}\)のなす角をθとするとき、cosθの値を計算で求めよ。

(2)
△OABにおいて、点Oから直線ABにおろした垂線の足をHとする。
|\(\vec{OA}\)|=3、|\(\vec{OB}\)|=2、\(\vec{OA}\)・\(\vec{OB}\)=2のとき、\(\vec{OH}\)を\(\vec{OA}\)と\(\vec{OB}\)で表せ。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2005/12/18
回答者 wakky


(1)
ベクトルを表す→は省略します。
|a+b|=8より両辺を平方して
|a+b|^2=a・a+2a・b+b・b
=|a|^2+2a・b+|b|^2=64・・①
|a-b|=6より同様に
|a|^2-2a・b+|b|^2=36・・②
①-②より
4a・b=28 ∴a・b=7・・(答)
(①+②)÷2より
|a|^2+|b|^2=50・・③
また
a+bとa-bが直交するから
(a+b)・(a-b)=0
∴ |a|^2-|b|^2=0・・④
③④から
|a|=|b|=5・・(答)
a・b=7より
|a||b|cosθ=7
∴ cosθ=7/25・・(答)

(2)
ベクトルを表す→は省略しますが、
以下に出てくるtはベクトルではなく実数です。

OA=a、OB=b、OH=hとおく
点Hは直線AB上にあるから
h=ta+(1-t)b・・・①とおける
hとAB=b-aは直交するから
h・(b-a)=0
すなわち
{ta+(1-t)b}・(b-a)=0
これを展開整理して
|a|=3、|b|=2、a・b=2を代入すれば
-9t+2=0 ∴ t=2/9
①より
h=(2/9)a+(7/9)b
OH=(2/9)OA+(7/9)OB・・(答)