正六角形ABCDEFにおいて、$\overrightarrow{AB} = \vec{a}$、$\overrightarrow{AF} = \vec{b}$とするとき、以下のベクトルを$\vec{a}$と$\vec{b}$を用いて表す。 (1) $\overrightarrow{BC}$ (2) $\overrightarrow{EC}$ (3) $\overrightarrow{CA}$ (4) $\overrightarrow{EA}$

幾何学ベクトル正六角形ベクトル表示
2025/8/14

1. 問題の内容

正六角形ABCDEFにおいて、AB=a\overrightarrow{AB} = \vec{a}AF=b\overrightarrow{AF} = \vec{b}とするとき、以下のベクトルをa\vec{a}b\vec{b}を用いて表す。
(1) BC\overrightarrow{BC}
(2) EC\overrightarrow{EC}
(3) CA\overrightarrow{CA}
(4) EA\overrightarrow{EA}

2. 解き方の手順

正六角形の性質を利用する。正六角形では、向かい合う辺は平行で長さが等しい。また、中心を通る線分も平行で長さが等しい。
(1) BC\overrightarrow{BC}について:
BC\overrightarrow{BC}AF\overrightarrow{AF}と平行で長さが等しいので、
BC=AF=b\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AF} = \vec{b}
(2) EC\overrightarrow{EC}について:
EC=FA+AB+BC=AF+AB+BC=b+a+b=a\overrightarrow{EC} = \overrightarrow{FA} + \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = -\overrightarrow{AF} + \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = -\vec{b} + \vec{a} + \vec{b} = \vec{a}
(3) CA\overrightarrow{CA}について:
CA=CB+BA=BCAB=ba=(a+b)\overrightarrow{CA} = \overrightarrow{CB} + \overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{BC} - \overrightarrow{AB} = -\vec{b} - \vec{a} = -(\vec{a} + \vec{b})
(4) EA\overrightarrow{EA}について:
EA=EF+FA=ABAF=ab=(a+b)\overrightarrow{EA} = \overrightarrow{EF} + \overrightarrow{FA} = -\overrightarrow{AB} -\overrightarrow{AF} = -\vec{a} -\vec{b} = -(\vec{a} + \vec{b})

3. 最終的な答え

(1) BC=b\overrightarrow{BC} = \vec{b}
(2) EC=a\overrightarrow{EC} = \vec{a}
(3) CA=(a+b)\overrightarrow{CA} = -(\vec{a} + \vec{b})
(4) EA=(a+b)\overrightarrow{EA} = -(\vec{a} + \vec{b})

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