与えられたベクトル $\vec{a}$、$\vec{b}$、$\vec{c}$ に対して、以下のベクトルを図示する問題です。 (1) $\vec{a} + \vec{b}$ (2) $\vec{b} + \vec{c}$ (3) $\vec{a} - \vec{b}$ (4) $\vec{c} - \vec{a}$

幾何学ベクトルベクトル演算図示
2025/4/16

1. 問題の内容

与えられたベクトル a\vec{a}b\vec{b}c\vec{c} に対して、以下のベクトルを図示する問題です。
(1) a+b\vec{a} + \vec{b}
(2) b+c\vec{b} + \vec{c}
(3) ab\vec{a} - \vec{b}
(4) ca\vec{c} - \vec{a}

2. 解き方の手順

各ベクトルの成分を読み取り、ベクトル演算を行います。格子点を基準にして、各ベクトルの成分を(x成分, y成分)で表します。
(1) a+b\vec{a} + \vec{b}
a=(0,2)\vec{a} = (0, -2)
b=(0,2)\vec{b} = (0, 2)
a+b=(0+0,2+2)=(0,0)\vec{a} + \vec{b} = (0+0, -2+2) = (0, 0)
したがって、a+b\vec{a} + \vec{b} は原点に位置します。
(2) b+c\vec{b} + \vec{c}
b=(0,2)\vec{b} = (0, 2)
c=(3,3)\vec{c} = (-3, 3)
b+c=(0+(3),2+3)=(3,5)\vec{b} + \vec{c} = (0 + (-3), 2+3) = (-3, 5)
b+c\vec{b} + \vec{c} は原点から(-3, 5) へ向かうベクトルです。
(3) ab\vec{a} - \vec{b}
a=(0,2)\vec{a} = (0, -2)
b=(0,2)\vec{b} = (0, 2)
ab=(00,22)=(0,4)\vec{a} - \vec{b} = (0-0, -2-2) = (0, -4)
ab\vec{a} - \vec{b} は原点から(0, -4) へ向かうベクトルです。
(4) ca\vec{c} - \vec{a}
c=(3,3)\vec{c} = (-3, 3)
a=(0,2)\vec{a} = (0, -2)
ca=(30,3(2))=(3,5)\vec{c} - \vec{a} = (-3-0, 3-(-2)) = (-3, 5)
ca\vec{c} - \vec{a} は原点から(-3, 5) へ向かうベクトルです。
図示については、問題文の図に相当するベクトルを作図することで完了します。

3. 最終的な答え

(1) a+b=(0,0)\vec{a} + \vec{b} = (0, 0)
(2) b+c=(3,5)\vec{b} + \vec{c} = (-3, 5)
(3) ab=(0,4)\vec{a} - \vec{b} = (0, -4)
(4) ca=(3,5)\vec{c} - \vec{a} = (-3, 5)
与えられた図に、これらのベクトルを作図することで解答となります。

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