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数学C / 平面ベクトル / ベクトル方程式で表す動点の軌跡

まず、この問題から。問題文平面ベクトルa=(2,−1)、b=(1,3)について、内積a・bと、二つのベクトルがなす角θのcos θを求めなさい。

ベクトル方程式で表す動点の軌跡

平面ベクトルで「ベクトル方程式で表す動点の軌跡」が問われ、図形条件を定理・座標・ベクトルのどれで表すか選ぶ型。 最初の一手は「基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す」。答えを出したら、「位置ベクトルの始点と係数和の条件」という間違いがないかを確認します。

見抜き方
平面ベクトルで「ベクトル方程式で表す動点の軌跡」が問われ、図形条件を定理・座標・ベクトルのどれで表すか選ぶ型。
最初の一手
基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す
求めるもの
長さ・角・面積・位置関係と根拠
典型的な罠
位置ベクトルの始点と係数和の条件
到達レベル
教科書標準〜入試
記事状態
要点・例題・演習 公開済み
01 / QUICK ANSWER

30秒でわかる答え

基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す

平面ベクトルで「ベクトル方程式で表す動点の軌跡」が問われ、図形条件を定理・座標・ベクトルのどれで表すか選ぶ型。 最初の一手は「基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す」。答えを出したら、「位置ベクトルの始点と係数和の条件」という間違いがないかを確認します。

「ベクトル方程式で表す動点の軌跡」または同じ条件が現れる長さ・角・面積を求める図形の性質を示す
02 / WHY?

なぜそうなる?

WHY

ベクトル方程式で表す動点の軌跡では、なぜこの手順から始めるの?

図は少しゆがんで描かれることがありますが、定義や定理で保証された性質は変わりません。見た目ではなく根拠をつなぐことで、どんな図でも同じ方法が使えます。

03 / CORE POINTS

ここだけは押さえる4点

  1. 01

    平面ベクトルで「ベクトル方程式で表す動点の軌跡」が問われ、図形条件を定理・座標・ベクトルのどれで表すか選ぶ型。

  2. 02

    最初にすること:基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す。

  3. 03

    目標:長さ・角・面積・位置関係と根拠まで、根拠をつないで示す。

  4. 04

    見直し:「位置ベクトルの始点と係数和の条件」という間違いがないか、元の条件へ戻って確かめる。

04 / WORKED EXAMPLES

考え方がつながる例題3

例題 1 / まず解く

平面ベクトルの入口問題

平面ベクトルa=(2,−1)、b=(1,3)について、内積a・bと、二つのベクトルがなす角θのcos θを求めなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント|a|=√5、|b|=√10です。

  1. a・b=2×1+(−1)×3=−1。
  2. |a||b|=√5×√10=√50=5√2。
  3. cosθ=−1/(5√2)=−√2/10。

答えa・b=−1、cosθ=−√2/10

確かめcosθは負で、内積も負なので、なす角が鈍角という符号関係が一致します。

例題 2 / 定義へ戻る

同じ問題を、定義から考える

【問題文をもう一度】平面ベクトルa=(2,−1)、b=(1,3)について、内積a・bと、二つのベクトルがなす角θのcos θを求めなさい。 この問題で使った「ベクトル方程式で表す動点の軌跡」の定義・性質を説明しなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント答えの計算ではなく、なぜその手順を使えるかを言葉にします。

  1. 対応する成分の積を足して内積を求める。
  2. 各ベクトルの大きさを計算する。
  3. a・b=|a||b|cosθを使う。

答え成分表示でa・b=a₁b₁+a₂b₂、またa・b=|a||b|cosθです。

確かめ定義と最初の一手「基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す」がつながっているか確認します。

例題 3 / 検算する

問題文の条件へ答えを戻す

【問題文をもう一度】平面ベクトルa=(2,−1)、b=(1,3)について、内積a・bと、二つのベクトルがなす角θのcos θを求めなさい。 得た答えが、問題文のすべての条件を満たすことを確かめなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント「位置ベクトルの始点と係数和の条件」が起きていないか、元の数・式・図へ戻します。

  1. 基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す
  2. |a||b|=√5×√10=√50=5√2。
  3. cosθ=−1/(5√2)=−√2/10。
  4. 答えを問題文の条件へ戻す

答えa・b=−1、cosθ=−√2/10

確かめcosθは負で、内積も負なので、なす角が鈍角という符号関係が一致します。

05 / PRACTICE

基礎→標準→発展の3段階演習

Q1基礎

【問題文】平面ベクトルa=(2,−1)、b=(1,3)について、内積a・bと、二つのベクトルがなす角θのcos θを求めなさい。

答えと解説
a・b=−1、cosθ=−√2/10

|a|=√5、|b|=√10です。 cosθは負で、内積も負なので、なす角が鈍角という符号関係が一致します。

Q2標準

【同じ問題を説明する】平面ベクトルa=(2,−1)、b=(1,3)について、内積a・bと、二つのベクトルがなす角θのcos θを求めなさい。 計算前の判断を三つ、順番に書きなさい。

答えと解説
対応する成分の積を足して内積を求める。 → 各ベクトルの大きさを計算する。 → a・b=|a||b|cosθを使う。

成分表示でa・b=a₁b₁+a₂b₂、またa・b=|a||b|cosθです。

Q3発展

【同じ問題を検算する】平面ベクトルa=(2,−1)、b=(1,3)について、内積a・bと、二つのベクトルがなす角θのcos θを求めなさい。 「ベクトル方程式で表す動点の軌跡」の定義と問題文の条件を使って、答えが正しい理由を説明しなさい。

答えと解説
a・b=−1、cosθ=−√2/10。cosθは負で、内積も負なので、なす角が鈍角という符号関係が一致します。

「位置ベクトルの始点と係数和の条件」を避け、答えを元の条件へ戻すところまでが解答です。

06 / ERROR CLINIC

間違いを、理由から直す

位置ベクトルの始点と係数和の条件

答えだけを消してやり直すのではなく、最初の一手「基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す」へ戻ります。条件を図・表・式へ書き直し、どの行で条件が失われたかを特定してください。

見直しの合言葉

入力の条件、途中の根拠、出力「長さ・角・面積・位置関係と根拠」の三つがつながっているかを確認します。

07 / QUESTIONS

よくある「なぜ?」

ベクトル方程式で表す動点の軌跡は何を覚えればよい?

答えの形だけでなく、「基準点と基底ベクトルを選び、係数で表す」という最初の判断と、その理由をセットで覚えます。

途中で分からなくなったら、どこへ戻る?

問題文の条件と、求めるものを分けて書きます。その後「「ベクトル方程式で表す動点の軌跡」または同じ条件が現れる」があるかを確認してください。

できたかどうかは、どう判断する?

初見の類題で初手を自分で選び、「位置ベクトルの始点と係数和の条件」を避けて理由まで説明できれば合格です。