方針
直角をなすとを基準にし,を辺上の比で表す。なので,は方向の係数そのものになる。(2)では同じ表示を使い,とを計算して係数を比較する。
解答
を から へ動かすと, 方向の係数が から まで動く.
(1) とおく。は直角であり,だから である。
点は辺上をからまで動くので,ある実数を用いて と表せる。のとき,のときである。このときである。したがっての動く範囲は である。
(2)
(1) と同じく とする。するとである。またであり, だからである。
条件は となる。三角形なのでであり, より である。(1)でだったので である。
別解
解法2(座標法)
方針
,, と置く.辺 上の点を1つの媒介変数で表せば,内積は座標の積として直接計算できる.
解答
とし,と置く. は辺 上にあるから,ある を用いてと書ける.
(1) よりしたがってである.
(2) なので より条件は と同値であり, だったからである.
総評
難度4、計算量3。直角をなす2方向に分解すれば,内積は係数を取り出すだけになる。がからまで動くためとなること,によりとなることを明記したい。(2)はとの向きを取り違えやすい。目安時間は10分から12分程度で,確実に取り切るべき問題である。
検算では に対応して になることを確かめる.ベクトル解法と座標解法はいずれも, と の向きを正しく取ることが要点である.