内心・傍心の位置ベクトル(角の二等分線)(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 内心・傍心の位置ベクトル(角の二等分線)(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$\mathrm{OA}=6$,$\mathrm{OB}=4$,$\mathrm{AB}=5$ である $\triangle\mathrm{OAB}$ の内心を $\mathrm{I}$ とする.$\overrightarrow{\mathrm{OA}}=\vec{a}$,$\overrightarrow{\mathrm{OB}}=\vec{b}$ とするとき,$\overrightarrow{\mathrm{OI}}$ を $\vec{a}$,$\vec{b}$ で表せ.
$\angle\mathrm{AOB}$ の二等分線と辺 $\mathrm{AB}$ の交点を $\mathrm{D}$ とすると,角の二等分線の性質から
\[ \mathrm{AD}:\mathrm{DB}=\mathrm{OA}:\mathrm{OB}=6:4=3:2 \]
よって $\overrightarrow{\mathrm{OD}}=\dfrac{2\vec{a}+3\vec{b}}{5}$,$\mathrm{AD}=5\cdot\dfrac{3}{5}=3$
内心 $\mathrm{I}$ は $\angle\mathrm{OAB}$ の二等分線と線分 $\mathrm{OD}$ の交点であるから
\[ \mathrm{OI}:\mathrm{ID}=\mathrm{AO}:\mathrm{AD}=6:3=2:1 \]
したがって
\[ \overrightarrow{\mathrm{OI}}=\frac{2}{3}\overrightarrow{\mathrm{OD}}=\frac{2}{3}\cdot\frac{2\vec{a}+3\vec{b}}{5}=\frac{4\vec{a}+6\vec{b}}{15} \]
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