京大 92年 数学

京大数学
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京大
92年
数学
空間内の6つの点A ( 1 ,
0 , 0 ) 、B ( 0 , 1 , 0 ) 、C ( 1 , 0 , 0 ) 、D ( 0 , 1 , 0 ) 、E ( 0 , 0 , 1 ) 、F ( 0 , 0 ,
x y z
+ + = 0 で切るとき、切り口の多角形の頂点の座標を求めよ。
頂点とする正八面体を、平面
a b c
ただし、 a , b , c は正の定数とする。
1)を
【答案】
同様にして
正八面体を V とすると
V
の、
xy
平面による切り口は正方形ABCDである
①は辺FA・FBと交わり、その交点はT、Uは
①と
x y z
+ + =0
a b c
FA:
...
①
FB:
平面①は原点を通る平面である
x y 平面との交線は
z = 0 を連立させて
x + y = 0 、 z = 0 ...
a b
を連立させて
平面①と
①と
a>0, b>0
T
U
②
だから
②は辺AD、BCと交わり、その交点P、Qは
②と
y=x 1、 z=0
BC: y = x + 1 、 z = 0
AD:
を連立させて
P
Q
a ,
b , 0
a+b
a+b
a , b , 0
a+b a+b
平面①は、直線POQを軸として回転した平面になり
かつ、点E ( 0 ,
また
①は
0 , 1 ) は通らない
a > 0 , b > 0 , c > 0 より
x , y , z 座標すべてが正である空間を通らないから
①は辺EC、EDと交わり、その交点はR、Sは
①と
EC:
ED:
z = x +1 、 y = 0
z = y +1 、 x = 0
を連立させて
R
S
a , 0, c
a+c
a+c
b , c
0,
b+c b+c
z = x 1、 y =0
z = y 1、x=0
a , 0,
a+c
0, b ,
b+c
c
a+c
c
b+c
以上より
切り口の多角形の頂点は全部で6個あり
± a , m b , 0
a+b
a+b
0, ± b , m c
b+c
b+c
± a , 0, m c
a+c
a+c
(すべて複号同順)