ベクトル $\vec{a}$ の大きさが3、ベクトル $\vec{b}$ の大きさが2、$\vec{a}$ と $\vec{b}$ のなす角 $\theta$ が120°のとき、$\vec{a}$ と $\vec{b}$ の内積を求めよ。

幾何学ベクトル内積ベクトルの大きさ角度
2025/6/10

1. 問題の内容

ベクトル a\vec{a} の大きさが3、ベクトル b\vec{b} の大きさが2、a\vec{a}b\vec{b} のなす角 θ\theta が120°のとき、a\vec{a}b\vec{b} の内積を求めよ。

2. 解き方の手順

a\vec{a}b\vec{b} の内積は、ベクトルの大きさとなす角を使って以下のように計算できます。
ab=abcosθ\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}| \cos \theta
問題文より、 a=3|\vec{a}| = 3, b=2|\vec{b}| = 2, θ=120\theta = 120^\circ なので、これらの値を上記の式に代入します。
ab=3×2×cos120\vec{a} \cdot \vec{b} = 3 \times 2 \times \cos 120^\circ
cos120=12\cos 120^\circ = -\frac{1}{2} であることを用いると、
ab=3×2×(12)\vec{a} \cdot \vec{b} = 3 \times 2 \times (-\frac{1}{2})
ab=3\vec{a} \cdot \vec{b} = -3

3. 最終的な答え

-3

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