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東大理系数学 2024-1

方針、略解

(1)

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動く図解

問題の背景

類題紹介

幾何的考察が刺さる系の問題を集めました。

$x$を正の実数とする。
座標平面上の3点$A(0,1),\ B(0,2),\ P(x,x)$をとり、$\triangle APB$を考える。
$x$の値が変化するとき、$\angle APB$の最大値を求めよ。  (京大2010)

 座標空間に 5 点
$O(0,0,0)$, $A(3,0,0)$, $B(0,3,0)$, $C(0,0,4)$, $P(0,0,-2)$
をとる。さらに $0 < a < 3,\ 0 < b < 3$ に対して 2 点 $Q(a,0,0)$ と $R(0,b,0)$ を考える。

(1) 点 $P,\ Q,\ R$ を通る平面を $H$ とする。平面 $H$ と線分 $AC$ の交点 $T$ の座標,および平面 $H$ と線分 $BC$ の交点 $S$ の座標を求めよ。

(2) 点 $Q,\ R,\ S,\ T$ が同一円周上にあるための必要十分条件を $a,\ b$ を用いて表し,それを満たす点 $(a,b)$ の範囲を座標平面上に図示せよ。

(出典不明、入試問題)