ベクトルの等式で決まる点と面積比(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: ベクトルの等式で決まる点と面積比(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$\triangle\mathrm{ABC}$ と点 $\mathrm{P}$ が $3\overrightarrow{\mathrm{PA}}+2\overrightarrow{\mathrm{PB}}+\overrightarrow{\mathrm{PC}}=\vec{0}$ を満たしている.
\begin{enumerate}
\item[(1)] 点 $\mathrm{P}$ はどのような位置にあるか.
\item[(2)] 面積比 $\triangle\mathrm{PBC}:\triangle\mathrm{PCA}:\triangle\mathrm{PAB}$ を求めよ.
\end{enumerate}
(1) $\overrightarrow{\mathrm{AB}}=\vec{b}$,$\overrightarrow{\mathrm{AC}}=\vec{c}$,$\overrightarrow{\mathrm{AP}}=\vec{p}$ とすると
\[ -3\vec{p}+2(\vec{b}-\vec{p})+(\vec{c}-\vec{p})=\vec{0} \quad\text{より}\quad \vec{p}=\frac{2\vec{b}+\vec{c}}{6}=\frac{1}{2}\cdot\frac{2\vec{b}+\vec{c}}{3} \]
$\dfrac{2\vec{b}+\vec{c}}{3}$ は辺 $\mathrm{BC}$ を $1:2$ に内分する点 $\mathrm{D}$ を表すから,$\mathrm{P}$ は線分 $\mathrm{AD}$ の中点である.
(2) $\triangle\mathrm{ABC}=S$ とすると,$\mathrm{AP}:\mathrm{PD}=1:1$,$\mathrm{BD}:\mathrm{DC}=1:2$ より
\[ \triangle\mathrm{PBC}=\frac{1}{2}S,\quad \triangle\mathrm{PCA}=\frac{1}{2}\cdot\frac{2}{3}S=\frac{1}{3}S,\quad \triangle\mathrm{PAB}=\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{3}S=\frac{1}{6}S \]
よって $\triangle\mathrm{PBC}:\triangle\mathrm{PCA}:\triangle\mathrm{PAB}=3:2:1$
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