幾何

2021/3/5

2021年度 京都大学理系第5問【垂心の軌跡】

問題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。) 京大にしては珍しく誘導があります。 (1) は幾何的に攻めたいですね。 2定点を見込む角度が一定ということで、円周角の定理をインスピレーションできるでしょうから、答えはすぐ出せると思いますが、条件 (*) についてどこまで自明のものとして扱ってよいのかという点で書きづらさを感じた人も多いのではないかなと思いました。 (2) は軌跡ですから、基本的には座標的に処理するのが普通でしょうか。基本に忠実に \((X \ , \ Y)\)  として \ ...

2021/4/21

四面体の外接球の存在証明【三脚錐の活用】【2011年度 京都大学】

問題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)   四面体の外接球の存在を証明させる問題です。 パッと見て思うこととしては 平面バージョン 平面上に三角形 \(ABC\) を考える。 このとき3頂点 \(A\) ,  \(B\) ,  \(C\) を同時に通る円が存在する。 という2次元での話です。 (以下ネタバレ注意)   + クリック(タップ)して続きを読む 2次元での話では言ってみれば、 3点 \(A\) ,  \(B\) ,  \(C\)  からの距離が等しい点 ...

2021/4/18

幾何・座標・ベクトル【別解の宝庫】【2002年度 京都大学】

問題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。) 難関大の問題では図形を扱う際、どの分野で解き進めるかという選択を迫られることが多いです。 その分野として多いのが 図形を扱う代表的分野 幾何(三角比や初等幾何) 座標 ベクトル 複素数平面 という4分野です。 そして、見た目通りの分野が最短の解法になるとは限らないところが厄介です。 見た目ベクトルの問題だけど、座標で解いたり、見た目座標の問題なんだけど幾何的に見た方が早かったり \(\cdots\) といった具合です。 本問は非常に多くの戦略 ...

2021/4/18

複素数平面における幾何的な考察【1次分数変換による実軸の像】【2003年度 東京大学】

問題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)   複素数平面に関する幾何的な考察問題です。 こういった図形を扱う分野としては 図形を扱う分野 幾何的な分野(三角比や平面図形、初等幾何など) 座標 ベクトル 複素数平面 が挙げられますが、見た目通りの分野の問題として解き進めていくのが最善とは言えないということが多々あります。 ベクトルの問題だけど座標を導入してみたり、座標の問題だけど、幾何的に見たら早かったり \(\cdots\) といった具合です。 この4分野については相互横断 ...

2021/4/17

回転曲面の扱い【回転放物面について】【2020年度 東京慈恵会医科大学】

問題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)   回転放物面を扱った問題で、昔より出題は控えめになりましたが、一度は扱っておきたい話題です。 3頂点 \(A ,  B ,  C\)  が曲面 \(S\)  上にあるという条件は 曲面 \(S\) の方程式を出して、パラメータ表示する と翻訳するのが最もストレートな方針でしょう。 この回転曲面 \(S\) の方程式を出す方法を本問を例にとって手順化すると以下のようになります。   step1\(S\) 上の任意の点\( ...

2021/4/17

ベクトルとしての視点or幾何的な視点【分野の選択】【2009年度 大阪大学】

問題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)   図形の問題は「ベクトル」「幾何」「座標」など、様々な分野からのアプローチが考えられます。 難関大志望者は、問題に応じて「どの分野のまな板の上で料理するか」を日頃から意識し、訓練しておくことが大切です。 本問は \(\vec{ a } \cdot \overrightarrow{ OP }=-\vec{ b } \cdot \overrightarrow{ OP }\)  という条件をどう料理するかが山場であり、考えがいのあるポイ ...

2021/4/17

球の内部かつ正四面体の表面部分の総面積【題意の言いかえ】【1993年度 大阪大学】

問題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)   幾何についての考察力が問われる問題です。 点 \(A\) , \(B\) を定点としたとき、\(\angle APB \gt 90°\)  を満たす点 \(P\) の集合について考えます。 2次元の話だと線分 \(AB\) を直径とする円の内部であることは大丈夫だと思います。 これを3次元の話に拡張すれば、線分 \(AB\) を直径とする球の内部ということを見抜くこともそこまで難しい話ではないはずです。 (1)では定点 \(A\ ...

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