ベクトル $\vec{a} = (1, 7)$ と $\vec{b} = (4, 3)$ のなす角 $\theta$ を求める問題です。

幾何学ベクトル内積角度
2025/5/12

1. 問題の内容

ベクトル a=(1,7)\vec{a} = (1, 7)b=(4,3)\vec{b} = (4, 3) のなす角 θ\theta を求める問題です。

2. 解き方の手順

ベクトルの内積の定義 ab=abcosθ\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}| \cos \theta を利用します。
cosθ=abab\cos \theta = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| |\vec{b}|}
まず、a\vec{a}b\vec{b} の内積を計算します。
ab=(1)(4)+(7)(3)=4+21=25\vec{a} \cdot \vec{b} = (1)(4) + (7)(3) = 4 + 21 = 25
次に、a\vec{a}b\vec{b} の大きさを計算します。
a=12+72=1+49=50=52|\vec{a}| = \sqrt{1^2 + 7^2} = \sqrt{1 + 49} = \sqrt{50} = 5\sqrt{2}
b=42+32=16+9=25=5|\vec{b}| = \sqrt{4^2 + 3^2} = \sqrt{16 + 9} = \sqrt{25} = 5
cosθ\cos \theta を計算します。
cosθ=25525=25252=12=22\cos \theta = \frac{25}{5\sqrt{2} \cdot 5} = \frac{25}{25\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}
cosθ=22\cos \theta = \frac{\sqrt{2}}{2} となる θ\theta は、θ=π4\theta = \frac{\pi}{4}(45度)です。

3. 最終的な答え

π4\frac{\pi}{4} (または45度)

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