Q5:平面 $R^2$ において、方程式 $x - 3y = 1$ は傾きが()で、点 $\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \end{pmatrix}$ を通過する直線を表す。この直線を $\mathbf{p} = \begin{pmatrix} 3 \\ 2 \end{pmatrix}$ として、$\begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \end{pmatrix} + s\mathbf{p}$ と表記できる。空欄内の数値を選択する。 Q6:点 $\mathbf{c} = \begin{pmatrix} -1 \\ 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix}$ を通り、$\mathbf{a} = \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 3 \\ 1 \end{pmatrix}$ 方向に伸びる(1) と $\mathbf{b} = \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix}$ 方向に伸びる(2) で定まる (3) の式は $\begin{pmatrix} x \\ y \\ z \\ w \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -1 \\ 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} + s \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 3 \\ 1 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix}$ で与えられる。 (1)~(3)の空欄に最も適当な語句を、選択肢(方向、通過する点、直線、平面、3次元空間、4次元空間)から選択し、(4) に最も適当な語句を、選択肢(ただ一つの実数、0でない実数、互いに素な数、任意の実数)から選択する。

幾何学ベクトル直線平面線形代数四次元空間
2025/6/21
はい、承知いたしました。以下に問題の解答を示します。

1. 問題の内容

Q5:平面 R2R^2 において、方程式 x3y=1x - 3y = 1 は傾きが()で、点 (10)\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \end{pmatrix} を通過する直線を表す。この直線を p=(32)\mathbf{p} = \begin{pmatrix} 3 \\ 2 \end{pmatrix} として、(xy)=(10)+sp\begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \end{pmatrix} + s\mathbf{p} と表記できる。空欄内の数値を選択する。
Q6:点 c=(1212)\mathbf{c} = \begin{pmatrix} -1 \\ 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} を通り、a=(1231)\mathbf{a} = \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 3 \\ 1 \end{pmatrix} 方向に伸びる(1) と b=(1101)\mathbf{b} = \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} 方向に伸びる(2) で定まる (3) の式は (xyzw)=(1212)+s(1231)+t(1101)\begin{pmatrix} x \\ y \\ z \\ w \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -1 \\ 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} + s \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 3 \\ 1 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} で与えられる。 (1)~(3)の空欄に最も適当な語句を、選択肢(方向、通過する点、直線、平面、3次元空間、4次元空間)から選択し、(4) に最も適当な語句を、選択肢(ただ一つの実数、0でない実数、互いに素な数、任意の実数)から選択する。

2. 解き方の手順

Q5:方程式 x3y=1x - 3y = 1yy について解くと、
3y=x13y = x - 1
y=13x13y = \frac{1}{3}x - \frac{1}{3}
よって、直線の傾きは 13\frac{1}{3} である。
Q6:
(1) a\mathbf{a}b\mathbf{b} はそれぞれ方向ベクトルなので、(1) に入る語句は「方向」である。
(2) a\mathbf{a}b\mathbf{b} で張られる空間を考えるので、(2) で定まるのは「平面」である。
(3) c\mathbf{c} を通り、a\mathbf{a}b\mathbf{b} で張られる平面の式なので、(3) に入る語句は「平面」である。
(4) sstt は平面上の点を表すためのパラメータであるため、任意の実数である。

3. 最終的な答え

Q5:13\frac{1}{3}
Q6:
(1) 方向
(2) 平面
(3) 平面
(4) 任意の実数

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