東邦大学/2023年度/一般

6東邦大学 2023年 数学 第6問解答・解説

ベクトル平面上の曲線と複素数平面

1問題

東邦大学2023年度第6問
共通指示:問題は1から10までの10問です。解答は解答用マークシートに記入してください。問題の文中の アイ\text{アイ}、ウエオ\text{ウエオ} などには、符号 (-)、または数字 (0∼9)(0\sim9) が入ります。ア、イ、ウ、…の一つひとつは、これらのいずれか一つに対応します。それらを解答用マークシートのア、イ、ウ、…で示された解答欄にマークして答えなさい。分数形で解答する場合は、それ以上約分できない形で答えなさい。また、符号は分子につけ、分母につけてはいけません。根号を含む形で解答する場合は、根号の中に現れる自然数が最小となる形で答えなさい。
6 複素数平面上に、異なる3点 A(α),B(β),C(γ)A(\alpha),B(\beta),C(\gamma) と、z=2α−3β+6γ5z=\dfrac{2\alpha-3\beta+6\gamma}{5} を満たす点 P(z)P(z) がある。直線 APAP と直線 BCBC の交点を QQ とすると、APAQ=サシ\dfrac{AP}{AQ}=\dfrac{\boxed{\text{サ}}}{\boxed{\text{シ}}} である。また、直線 ACAC と直線 BPBP の交点を RR とすると、BPBR=スセ\dfrac{BP}{BR}=\dfrac{\boxed{\text{ス}}}{\boxed{\text{セ}}} である。

まずは自分で解いてみましょう。解けたら「答え」、詰まったら「解答」で確かめられます。

タイマー

15:00

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる

3解答

解答を見る途中式つきの解答

解答

問題の交点 Q,RQ,R がそれぞれ一意に定まる設定では、A,B,CA,B,C は同一直線上にはない(同一直線上なら、交わるはずの二直線は一致するか、APAP などの直線自体が定まらない)ので、以下では AB→\overrightarrow{AB} と AC→\overrightarrow{AC} の係数を比較できる。
AA を原点とし、AB→=b⃗\overrightarrow{AB}=\vec{b}、AC→=c⃗\overrightarrow{AC}=\vec{c} とする。問題の係数の和は 2−3+6=52-3+6=5 なので、平行移動しても点の関係は保たれ、
AP→=−3b⃗+6c⃗5. \overrightarrow{AP}=\frac{-3\vec{b}+6\vec{c}}{5}.
直線 APAP 上の点は λAP→\lambda\overrightarrow{AP}、直線 BCBC 上の点は (1−s)b⃗+sc⃗(1-s)\vec{b}+s\vec{c} と表せる。係数を比較すると
−3λ5=1−s,6λ5=s, -\frac{3\lambda}{5}=1-s,\qquad \frac{6\lambda}{5}=s,
ゆえに λ=5/3\lambda=5/3、s=2s=2。従って AQ→=(5/3)AP→\overrightarrow{AQ}=(5/3)\overrightarrow{AP} であり、AP/AQ=3/5AP/AQ=3/5。

次に、直線 BPBP 上の点を b⃗+u(AP→−b⃗)\vec{b}+u(\overrightarrow{AP}-\vec{b}) と表す。これが直線 ACAC 上にあるためには b⃗\vec{b} の係数が 00 であるから
1−8u5=0,u=58. 1-\frac{8u}{5}=0,\qquad u=\frac58.
したがって RR は BB から PP へ 5/85/8 進んだ点、すなわち BR=(5/8)BPBR=(5/8)BP。よって BP/BR=8/5BP/BR=8/5。

読み終えたら解答を閉じて、もう一度自分の手で解いてみましょう。

答えと解答は AI で作成したものです。誤りに気づいたらお問い合わせから教えてください。

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