この問題は、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) $\vec{a} + \vec{b}$ と $\vec{a} - \vec{b}$ (2) $\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}$ (2つの異なる図に対して)

幾何学ベクトルベクトルの加減算ベクトルの図示
2025/5/31

1. 問題の内容

この問題は、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}ab\vec{a} - \vec{b}
(2) a+b+c\vec{a} + \vec{b} + \vec{c} (2つの異なる図に対して)

2. 解き方の手順

(1) a+b\vec{a} + \vec{b}: ベクトルa\vec{a}の終点からベクトルb\vec{b}を開始するようにb\vec{b}を平行移動させ、a\vec{a}の始点からb\vec{b}の終点へのベクトルを描きます。
ab\vec{a} - \vec{b}: a+(b)\vec{a} + (-\vec{b})として計算します。ベクトルb\vec{b}の向きを反転させたベクトルb-\vec{b}を考え、a\vec{a}の終点からb-\vec{b}を開始するようにb-\vec{b}を平行移動させ、a\vec{a}の始点からb-\vec{b}の終点へのベクトルを描きます。
(2) a+b+c\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}: まず、ベクトルa\vec{a}の終点からベクトルb\vec{b}を開始するようにb\vec{b}を平行移動させ、a+b\vec{a} + \vec{b}となるベクトルを描きます。次に、a+b\vec{a} + \vec{b}の終点からベクトルc\vec{c}を開始するようにc\vec{c}を平行移動させ、a\vec{a}の始点からc\vec{c}の終点へのベクトルを描きます。これがa+b+c\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}です。

3. 最終的な答え

与えられた図に対して、上記の手順でa+b\vec{a}+\vec{b}, ab\vec{a}-\vec{b}, a+b+c\vec{a}+\vec{b}+\vec{c}を図示することで解答が得られます。図示されたベクトルを図に書き込む必要があります。
(1)
a+b\vec{a}+\vec{b}: ベクトルa\vec{a}は右に1、下に2進み、ベクトルb\vec{b}は右に1、上に1進みます。したがって、a+b\vec{a}+\vec{b}は右に2、下に1進むベクトルとなります。
ab\vec{a}-\vec{b}: a+(b)\vec{a}+(-\vec{b})なので、ベクトルa\vec{a}は右に1、下に2進み、b-\vec{b}は左に1、下に1進みます。したがって、ab\vec{a}-\vec{b}は右に0、下に3進むベクトルとなります。
(2)
(1): a+b+c\vec{a}+\vec{b}+\vec{c}:
a\vec{a}は左に2、上に1進み、b\vec{b}は右に1、上に1進み、c\vec{c}は右に1、下に3進みます。
したがって、a+b+c\vec{a}+\vec{b}+\vec{c}は左に0、下に1進むベクトルとなります。
(2): a+b+c\vec{a}+\vec{b}+\vec{c}:
a\vec{a}は右に3、上に1進み、b\vec{b}は右に0、下に2進み、c\vec{c}は右に1、下に1進みます。
したがって、a+b+c\vec{a}+\vec{b}+\vec{c}は右に4、下に2進むベクトルとなります。

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