2点A(6, -4, 1) と B(4, -5, 3) を通る直線を求める問題です。

幾何学ベクトル直線空間ベクトル直線のベクトル方程式パラメータ表示
2025/4/27

1. 問題の内容

2点A(6, -4, 1) と B(4, -5, 3) を通る直線を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、直線の方向ベクトルを求めます。方向ベクトルは、2点AとBの座標の差として計算できます。
v=AB=(46,5(4),31)=(2,1,2)\vec{v} = \vec{AB} = (4-6, -5-(-4), 3-1) = (-2, -1, 2)
次に、直線上の点をA(6, -4, 1)とすると、直線上の任意の点P(x, y, z)は、パラメータtを用いて次のように表すことができます。
OP=OA+tv\vec{OP} = \vec{OA} + t\vec{v}
(x,y,z)=(6,4,1)+t(2,1,2)(x, y, z) = (6, -4, 1) + t(-2, -1, 2)
したがって、
x=62tx = 6 - 2t
y=4ty = -4 - t
z=1+2tz = 1 + 2t
これらの式からパラメータtを消去します。
t=y4t = -y - 4
これを他の式に代入します。
x=62(y4)=6+2y+8=2y+14x = 6 - 2(-y - 4) = 6 + 2y + 8 = 2y + 14
z=1+2(y4)=12y8=2y7z = 1 + 2(-y - 4) = 1 - 2y - 8 = -2y - 7
x2y=14x - 2y = 14
z+2y=7z + 2y = -7
x14=2yx - 14 = 2y
z+7=2yz + 7 = -2y
x14=(z+7)x - 14 = -(z + 7)
x14=z7x - 14 = -z - 7
x+z=7x + z = 7
また、t=6x2t = \frac{6-x}{2}なので、
y=46x2y = -4 - \frac{6-x}{2}
2y=86+x2y = -8 - 6 + x
2y=x142y = x - 14
t=z12t = \frac{z-1}{2}なので、
y=4z12y = -4 - \frac{z-1}{2}
2y=8z+12y = -8 - z + 1
2y=z72y = -z - 7
x14=z7x-14 = -z-7
x+z=7x+z = 7
これを直線の方程式として記述すると、
x62=y+41=z12\frac{x-6}{-2} = \frac{y+4}{-1} = \frac{z-1}{2}

3. 最終的な答え

x62=y+41=z12\frac{x-6}{-2} = \frac{y+4}{-1} = \frac{z-1}{2}
または
x+z=7x+z = 7, x2y=14x - 2y = 14
など。

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