問題55は、点(2, -5, -3)と点(0, -1, z)の間の距離が6であるとき、zの値を求める問題です。

幾何学空間ベクトル距離座標
2025/6/12

1. 問題の内容

問題55は、点(2, -5, -3)と点(0, -1, z)の間の距離が6であるとき、zの値を求める問題です。

2. 解き方の手順

2点間の距離の公式を使います。2点(x1,y1,z1)(x_1, y_1, z_1)(x2,y2,z2)(x_2, y_2, z_2)間の距離ddは、
d=(x2x1)2+(y2y1)2+(z2z1)2d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}
で与えられます。
この問題では、(x1,y1,z1)=(2,5,3)(x_1, y_1, z_1) = (2, -5, -3)(x2,y2,z2)=(0,1,z)(x_2, y_2, z_2) = (0, -1, z)、そしてd=6d = 6です。
これらの値を公式に代入すると、
6=(02)2+(1(5))2+(z(3))26 = \sqrt{(0 - 2)^2 + (-1 - (-5))^2 + (z - (-3))^2}
6=(2)2+(4)2+(z+3)26 = \sqrt{(-2)^2 + (4)^2 + (z + 3)^2}
6=4+16+(z+3)26 = \sqrt{4 + 16 + (z + 3)^2}
6=20+(z+3)26 = \sqrt{20 + (z + 3)^2}
両辺を2乗すると、
36=20+(z+3)236 = 20 + (z + 3)^2
(z+3)2=3620(z + 3)^2 = 36 - 20
(z+3)2=16(z + 3)^2 = 16
両辺の平方根を取ると、
z+3=±4z + 3 = \pm 4
z+3=4z + 3 = 4の場合、z=43=1z = 4 - 3 = 1
z+3=4z + 3 = -4の場合、z=43=7z = -4 - 3 = -7
したがって、zzの値は1または-7です。

3. 最終的な答え

z = 1, -7

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