2つの直線 $l_1: \frac{x-1}{3} = \frac{y+2}{-5} = \frac{z-5}{2}$ と $l_2: x = 3+kt, y = 2t, z = 1-4t$ が垂直であるように、定数 $k$ の値を求める。

幾何学空間ベクトル直線の方向ベクトル垂直条件内積
2025/6/27

1. 問題の内容

2つの直線 l1:x13=y+25=z52l_1: \frac{x-1}{3} = \frac{y+2}{-5} = \frac{z-5}{2}l2:x=3+kt,y=2t,z=14tl_2: x = 3+kt, y = 2t, z = 1-4t が垂直であるように、定数 kk の値を求める。

2. 解き方の手順

直線 l1l_1 の方向ベクトルは v1=(3,5,2)\vec{v_1} = (3, -5, 2) である。
直線 l2l_2 の方向ベクトルは v2=(k,2,4)\vec{v_2} = (k, 2, -4) である。
2つの直線が垂直であるための条件は、それぞれの方向ベクトルの内積が0になることである。つまり、
v1v2=0\vec{v_1} \cdot \vec{v_2} = 0
内積を計算すると:
3k+(5)(2)+2(4)=03k + (-5)(2) + 2(-4) = 0
3k108=03k - 10 - 8 = 0
3k18=03k - 18 = 0
3k=183k = 18
k=6k = 6

3. 最終的な答え

k=6k = 6

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