$\triangle OAB$ において、辺 $AB$ の中点を $M$、辺 $OA$ の中点を $N$ とし、$\triangle OMN$ の重心を $G$ とする。このとき、$\vec{OG}$ を $\vec{OA}$ と $\vec{OB}$ を用いて表す問題を解きます。つまり、$\vec{OG} = \frac{\boxed{ア}}{\boxed{イ}} \vec{OA} + \frac{\boxed{ウ}}{\boxed{エ}} \vec{OB}$ の $\boxed{ア}, \boxed{イ}, \boxed{ウ}, \boxed{エ}$ に入る数字を求めます。

幾何学ベクトル重心三角形
2025/4/30

1. 問題の内容

OAB\triangle OAB において、辺 ABAB の中点を MM、辺 OAOA の中点を NN とし、OMN\triangle OMN の重心を GG とする。このとき、OG\vec{OG}OA\vec{OA}OB\vec{OB} を用いて表す問題を解きます。つまり、OG=OA+OB\vec{OG} = \frac{\boxed{ア}}{\boxed{イ}} \vec{OA} + \frac{\boxed{ウ}}{\boxed{エ}} \vec{OB},,,\boxed{ア}, \boxed{イ}, \boxed{ウ}, \boxed{エ} に入る数字を求めます。

2. 解き方の手順

重心 GG の位置ベクトル OG\vec{OG} は、OMN\triangle OMN の頂点の位置ベクトルの平均で表されます。
OM\vec{OM} は、ABAB の中点なので、
OM=OA+OB2\vec{OM} = \frac{\vec{OA} + \vec{OB}}{2}
ON\vec{ON} は、OAOA の中点なので、
ON=OA2\vec{ON} = \frac{\vec{OA}}{2}
重心 GG の位置ベクトル OG\vec{OG} は、
OG=OO+OM+ON3 \vec{OG} = \frac{\vec{OO} + \vec{OM} + \vec{ON}}{3}
ここで、OO=0\vec{OO} = \vec{0} なので、
OG=OM+ON3 \vec{OG} = \frac{\vec{OM} + \vec{ON}}{3}
OM\vec{OM}ON\vec{ON} を代入すると、
OG=OA+OB2+OA23=2OA+OB23=2OA+OB6=26OA+16OB=13OA+16OB \vec{OG} = \frac{\frac{\vec{OA} + \vec{OB}}{2} + \frac{\vec{OA}}{2}}{3} = \frac{\frac{2\vec{OA} + \vec{OB}}{2}}{3} = \frac{2\vec{OA} + \vec{OB}}{6} = \frac{2}{6}\vec{OA} + \frac{1}{6}\vec{OB} = \frac{1}{3}\vec{OA} + \frac{1}{6}\vec{OB}
したがって、OG=13OA+16OB\vec{OG} = \frac{1}{3}\vec{OA} + \frac{1}{6}\vec{OB} となります。

3. 最終的な答え

OG=13OA+16OB\vec{OG} = \frac{1}{3} \vec{OA} + \frac{1}{6} \vec{OB} より、
=1\boxed{ア} = 1
=3\boxed{イ} = 3
=1\boxed{ウ} = 1
=6\boxed{エ} = 6

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