問題は、与えられた2つのベクトルが垂直になるように、$x$の値を定めるというものです。問題は2つの部分に分かれています。 (1) $\vec{a} = (1, -1)$ と $\vec{b} = (x, 2)$ が垂直になるように、$x$の値を求めます。 (2) $\vec{a} = (x, 3)$ と $\vec{b} = (x-7, 2)$ が垂直になるように、$x$の値を求めます。

幾何学ベクトル内積垂直線形代数
2025/5/22

1. 問題の内容

問題は、与えられた2つのベクトルが垂直になるように、xxの値を定めるというものです。問題は2つの部分に分かれています。
(1) a=(1,1)\vec{a} = (1, -1)b=(x,2)\vec{b} = (x, 2) が垂直になるように、xxの値を求めます。
(2) a=(x,3)\vec{a} = (x, 3)b=(x7,2)\vec{b} = (x-7, 2) が垂直になるように、xxの値を求めます。

2. 解き方の手順

ベクトルが垂直であるための条件は、それらの内積が0であることです。
(1) ab=0\vec{a} \cdot \vec{b} = 0 を用います。
ab=(1)(x)+(1)(2)=x2\vec{a} \cdot \vec{b} = (1)(x) + (-1)(2) = x - 2
したがって、x2=0x - 2 = 0 を解きます。
(2) ab=0\vec{a} \cdot \vec{b} = 0 を用います。
ab=(x)(x7)+(3)(2)=x27x+6\vec{a} \cdot \vec{b} = (x)(x-7) + (3)(2) = x^2 - 7x + 6
したがって、x27x+6=0x^2 - 7x + 6 = 0 を解きます。

3. 最終的な答え

(1) x2=0x - 2 = 0 より、x=2x = 2
(2) x27x+6=0x^2 - 7x + 6 = 0 より、(x1)(x6)=0(x-1)(x-6) = 0。したがって、x=1x = 1 または x=6x = 6
(1) の答え: x=2x = 2
(2) の答え: x=1,6x = 1, 6

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