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平行六面体とベクトルの加法・減法

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問題|平行六面体とベクトルの加法・減法

空間ベクトル 07平行六面体 \(\rm ABCD-EFGH \) で \( \overrightarrow{\rm AB}=\overrightarrow{a}~,~\)\( \overrightarrow{\rm AD}=\overrightarrow{b}~,~\)\( \overrightarrow{\rm AE}=\overrightarrow{c} \) とするとき、\( \overrightarrow{\rm AG}~,~\)\( \overrightarrow{\rm FD}~,~\)\( \overrightarrow{\rm CE} \) の表し方は?

高校数学C|空間ベクトル

解法のPoint

平行六面体とベクトルの加法・減法

Point:空間ベクトルの性質

空間ベクトルの性質は、


\(\small [\,1\,]\) 等しいベクトル


 平行で大きさが等しいベクトル


 \( \overrightarrow{\rm AB}=\overrightarrow{\rm DC}=\overrightarrow{\rm EF}=\overrightarrow{\rm HG} \)


\(\small [\,2\,]\) ベクトルの和 \( \overrightarrow{\rm AB}+\overrightarrow{\rm BC}=\overrightarrow{\rm AC} \)


\(\small [\,3\,]\) ベクトルの差 \( \overrightarrow{\rm AB}-\overrightarrow{\rm AD}=\overrightarrow{\rm DB} \)


\(\small [\,4\,]\) 逆ベクトル \( \overrightarrow{\rm BA}=-\overrightarrow{\rm AB} \)


\(\small [\,5\,]\) 零ベクトル \( \overrightarrow{\rm AA}=\overrightarrow{0} \)


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Point:平行六面体とベクトルの加法・減法平行六面体のベクトルは、



 \( \overrightarrow{\rm AB}=\overrightarrow{a}~,~\overrightarrow{\rm AD}=\overrightarrow{b}~,~\overrightarrow{\rm AE}=\overrightarrow{c} \)


とすると、


どの2点を結んだベクトルも \( \overrightarrow{a}~,~\overrightarrow{b}~,~\overrightarrow{c} \) を用いて表すことができる


 \( \overrightarrow{\rm AC}=\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} \)


 \( \overrightarrow{\rm AG}=\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}+\overrightarrow{c} \)


※ 平行六面体とは、3組の向い合った面がそれぞれ平行である六面体で、直方体や立方体も含む。


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詳しい解説|平行六面体とベクトルの加法・減法

空間ベクトル 07平行六面体 \(\rm ABCD-EFGH \) で \( \overrightarrow{\rm AB}=\overrightarrow{a}~,~\)\( \overrightarrow{\rm AD}=\overrightarrow{b}~,~\)\( \overrightarrow{\rm AE}=\overrightarrow{c} \) とするとき、\( \overrightarrow{\rm AG}~,~\)\( \overrightarrow{\rm FD}~,~\)\( \overrightarrow{\rm CE} \) の表し方は?

高校数学C|空間ベクトル

\(\overrightarrow{\rm AG}\) は、点 \({\rm A}\) → \({\rm B}\) → \({\rm C}\) → \({\rm G}\) と進んでいき、



\(\begin{eqnarray}~~~\overrightarrow{\rm AG}&=&\overrightarrow{\rm AB}+\overrightarrow{\rm BC}+\overrightarrow{\rm CG}
\\[5pt]~~~&=&\overrightarrow{\rm AB}+\overrightarrow{\rm AD}+\overrightarrow{\rm AE}
\\[5pt]~~~&=&\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}+\overrightarrow{c}\end{eqnarray}\)

 

\(\overrightarrow{\rm FD}\) は、点 \({\rm F}\) → \({\rm E}\) → \({\rm H}\) → \({\rm D}\) と進んでいき、



\(\begin{eqnarray}~~~\overrightarrow{\rm FD}&=&\overrightarrow{\rm FE}+\overrightarrow{\rm EH}+\overrightarrow{\rm HD}
\\[5pt]~~~&=&-\overrightarrow{\rm AB}+\overrightarrow{\rm AD}-\overrightarrow{\rm AE}
\\[5pt]~~~&=&-\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}-\overrightarrow{c}\end{eqnarray}\)

 

\(\overrightarrow{\rm CE}\) は、点 \({\rm C}\) → \({\rm D}\) → \({\rm A}\) → \({\rm E}\) と進んでいき、



\(\begin{eqnarray}~~~\overrightarrow{\rm CE}&=&\overrightarrow{\rm CD}+\overrightarrow{\rm DA}+\overrightarrow{\rm AE}
\\[5pt]~~~&=&-\overrightarrow{\rm AB}-\overrightarrow{\rm AD}+\overrightarrow{\rm AE}
\\[5pt]~~~&=&-\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}+\overrightarrow{c}\end{eqnarray}\)

 

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