ベクトル $\vec{a} = (4, -2)$ に垂直なベクトルを1つ求める問題です。

幾何学ベクトル垂直内積
2025/6/12

1. 問題の内容

ベクトル a=(4,2)\vec{a} = (4, -2) に垂直なベクトルを1つ求める問題です。

2. 解き方の手順

2つのベクトルが垂直であるとき、それらの内積は0になります。
求めるベクトルを b=(x,y)\vec{b} = (x, y) とします。
a\vec{a}b\vec{b} が垂直である条件は、
ab=0\vec{a} \cdot \vec{b} = 0
です。
内積を計算すると、
4x2y=04x - 2y = 0
となります。
この式を満たす xxyy の値を1つ見つければよいです。
y=2xy = 2x となるので、x=1x = 1 とすると y=2y = 2 となります。
したがって、b=(1,2)\vec{b} = (1, 2)a=(4,2)\vec{a} = (4, -2) に垂直なベクトルの一つです。
別の解法としては、ベクトル a=(a,b)\vec{a} = (a, b) に垂直なベクトルは (b,a)(-b, a) または (b,a)(b, -a) で与えられることを利用できます。
この場合、a=(4,2)\vec{a} = (4, -2) なので、垂直なベクトルは (2,4)(2, 4) または (2,4)(-2, -4) などとなります。
b=(1,2)\vec{b} = (1, 2)(2,4)(2, 4)22で割ったベクトルであるので、問題ありません。

3. 最終的な答え

(1, 2)

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