2つのベクトル $\vec{a} = (\cosh t, \sinh t)$ と $\vec{b} = (\sinh t, \cosh t)$ によって張られる平行四辺形の面積を求めます。

幾何学ベクトル平行四辺形面積行列式双曲線関数
2025/6/9

1. 問題の内容

2つのベクトル a=(cosht,sinht)\vec{a} = (\cosh t, \sinh t)b=(sinht,cosht)\vec{b} = (\sinh t, \cosh t) によって張られる平行四辺形の面積を求めます。

2. 解き方の手順

平行四辺形の面積は、2つのベクトルで作られる行列式の絶対値で与えられます。
つまり、
面積=det(coshtsinhtsinhtcosht) \text{面積} = \left| \det \begin{pmatrix} \cosh t & \sinh t \\ \sinh t & \cosh t \end{pmatrix} \right|
行列式を計算します。
det(coshtsinhtsinhtcosht)=(cosht)(cosht)(sinht)(sinht)=cosh2tsinh2t \det \begin{pmatrix} \cosh t & \sinh t \\ \sinh t & \cosh t \end{pmatrix} = (\cosh t)(\cosh t) - (\sinh t)(\sinh t) = \cosh^2 t - \sinh^2 t
双曲線関数の恒等式 cosh2tsinh2t=1\cosh^2 t - \sinh^2 t = 1 を用いると、
cosh2tsinh2t=1 \cosh^2 t - \sinh^2 t = 1
したがって、平行四辺形の面積は
面積=1=1 \text{面積} = |1| = 1

3. 最終的な答え

1

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