問題は、以下の2つの曲線について、パラメータ表示を求めるものです。 (1) 点(1, -2, 1)を始点、点(-1, 3, 1)を終点とする線分 (2) 平面 $y = 1$ 上にあり、点(0, 1, 0)を中心とした半径5の円

幾何学パラメータ表示線分ベクトル空間図形
2025/6/3

1. 問題の内容

問題は、以下の2つの曲線について、パラメータ表示を求めるものです。
(1) 点(1, -2, 1)を始点、点(-1, 3, 1)を終点とする線分
(2) 平面 y=1y = 1 上にあり、点(0, 1, 0)を中心とした半径5の円

2. 解き方の手順

(1) 線分のパラメータ表示
線分のパラメータ表示は、始点と終点を用いて以下のように表されます。
r(t)=(1t)A+tBr(t) = (1 - t)A + tB
ここで、AA は始点、BB は終点、tt はパラメータ(0t10 \le t \le 1)です。
この問題の場合、A=(1,2,1)A = (1, -2, 1)B=(1,3,1)B = (-1, 3, 1)なので、
r(t)=(1t)(1,2,1)+t(1,3,1)r(t) = (1 - t)(1, -2, 1) + t(-1, 3, 1)
r(t)=(1tt,2+2t+3t,1t+t)r(t) = (1 - t - t, -2 + 2t + 3t, 1 - t + t)
r(t)=(12t,2+5t,1)r(t) = (1 - 2t, -2 + 5t, 1)
よって、パラメータ表示は x=12t,y=2+5t,z=1x = 1 - 2t, y = -2 + 5t, z = 1 (0t10 \le t \le 1)となります。
(2) 円のパラメータ表示
平面 y=1y = 1 上にあり、点(0, 1, 0)を中心とする半径5の円のパラメータ表示を考えます。中心(0, 1, 0)なので、yy座標は常に1です。xx座標とzz座標は、半径5の円周上の点を表す必要があります。
x=5cosθx = 5\cos\theta
z=5sinθz = 5\sin\theta
ここで、θ\theta0θ<2π0 \le \theta < 2\piの範囲のパラメータです。yy座標は常に1なので、y=1y = 1となります。
したがって、パラメータ表示は x=5cosθ,y=1,z=5sinθx = 5\cos\theta, y = 1, z = 5\sin\theta (0θ<2π0 \le \theta < 2\pi)となります。

3. 最終的な答え

(1) 線分のパラメータ表示:
x=12t,y=2+5t,z=1x = 1 - 2t, y = -2 + 5t, z = 1 (0t10 \le t \le 1)
(2) 円のパラメータ表示:
x=5cosθ,y=1,z=5sinθx = 5\cos\theta, y = 1, z = 5\sin\theta (0θ<2π0 \le \theta < 2\pi)

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