ベクトル $\vec{a} = (3, -2, \sqrt{3})$ に対して、$\vec{a}$ と逆向きの単位ベクトル $\vec{e}$ を成分で表す問題です。

幾何学ベクトル単位ベクトルベクトルの大きさ
2025/7/18

1. 問題の内容

ベクトル a=(3,2,3)\vec{a} = (3, -2, \sqrt{3}) に対して、a\vec{a} と逆向きの単位ベクトル e\vec{e} を成分で表す問題です。

2. 解き方の手順

まず、ベクトル a\vec{a} の大きさを求めます。ベクトルの大きさは、各成分の二乗の和の平方根で計算されます。
|\vec{a}| = \sqrt{3^2 + (-2)^2 + (\sqrt{3})^2} = \sqrt{9 + 4 + 3} = \sqrt{16} = 4
次に、a\vec{a} と同じ向きの単位ベクトルを求めます。これは、a\vec{a} をその大きさで割ることで得られます。
\frac{\vec{a}}{|\vec{a}|} = \frac{1}{4}(3, -2, \sqrt{3}) = \left(\frac{3}{4}, -\frac{2}{4}, \frac{\sqrt{3}}{4}\right) = \left(\frac{3}{4}, -\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{4}\right)
最後に、a\vec{a} と逆向きの単位ベクトル e\vec{e} は、a\vec{a} と同じ向きの単位ベクトルに 1-1 を掛けることで得られます。
\vec{e} = -\frac{\vec{a}}{|\vec{a}|} = -\left(\frac{3}{4}, -\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{4}\right) = \left(-\frac{3}{4}, \frac{1}{2}, -\frac{\sqrt{3}}{4}\right)

3. 最終的な答え

e=(34,12,34)\vec{e} = \left(-\frac{3}{4}, \frac{1}{2}, -\frac{\sqrt{3}}{4}\right)

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