質問<682>
「「ベクトルの代数」」
日付 2001/10/23
質問者 しんじ


3点P(2、4、3)、Q(-1,5,1),R(3,1,4)について、
次のものを求めよ。

 (1)―→ ―→
    PQ*PR
 
 (2)△PQRの体積

  という問題が解けません。

お返事(武田)
日付 2001/11/1
回答者 武田



①―→
 PQ=(-1-2,5-4,1-3)=(-3,1,-2)
 ―→
 PR=(3-2,1-4,4-3)=(1,-3,1)

  ―→ ―→
内積PQ・PR=(-3)×1+1×(-3)+(-2)×1
       =-8………(答)

②△PQRの面積(体積ではなく、面積でしょう!)
   1 ―→  ―→
 S=―|PQ||PR|sinθ
   2

内積より、
―→ ―→  ―→  ―→
PQ・PR=|PQ||PR|cosθ

 ―→
|PQ|=\(\sqrt{\quad}\){(-3)2 +12 +(-2)2
    =\(\sqrt{\quad}\)14
 ―→
|PR|=\(\sqrt{\quad}\){12 +(-3)2 +12
    =\(\sqrt{\quad}\)11

したがって、
-8=\(\sqrt{\quad}\)14×\(\sqrt{\quad}\)11×cosθ

     -8
cosθ=―――――
    \(\sqrt{\quad}\)154

          -8
sinθ=\(\sqrt{\quad}\){1-(―――――)2
         \(\sqrt{\quad}\)154

      154-64
   =\(\sqrt{\quad}\)(――――――)
        154

       90
   =\(\sqrt{\quad}\)―――――
      154

したがって、面積Sは、

  1            90
S=―×\(\sqrt{\quad}\)14×\(\sqrt{\quad}\)11×\(\sqrt{\quad}\)―――――
  2           154

  3\(\sqrt{\quad}\)10
 =――――………(答)
   2

お便り
日付 2001/11/1
回答者 hoshino


682 (2)
面積ですよね。体積は 0 です (笑)。
θ = ∠RPQ とすると
△PQR = |PQ||PR|sin θ
= |PQ||PR|\(\sqrt{\quad}\)(1 - co\(s^{2}\) θ)
= \(\sqrt{\quad}\)(|PQ|^2 |PR|^2 - (|PQ||PR|cos θ\()^{2}\))
= \(\sqrt{\quad}\)(|PQ|^2 |PR|^2 - (PQ・PR\()^{2}\))
PQ・PR はベクトルの内積で (1) で求めたもの。