偏角を使って平行・垂直を判定する(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 偏角を使って平行・垂直を判定する(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
次の問いに答えよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] 3 点 $\mathrm{A}(1+i)$,$\mathrm{B}(3+2i)$,$\mathrm{C}(2+4i)$ について,$\angle\mathrm{BAC}$ の大きさを求めよ.
\item[(2)] 3 点 $\mathrm{A}(1+i)$,$\mathrm{B}(3+2i)$,$\mathrm{D}(a+3i)$ について,3 点 $\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$,$\mathrm{D}$ が一直線上にあるような実数 $a$ の値と,$\mathrm{AB}\perp\mathrm{AD}$ となるような実数 $a$ の値を求めよ.
\end{enumerate}
$\alpha=1+i$,$\beta=3+2i$,$\gamma=2+4i$,$\delta=a+3i$ とすると $\beta-\alpha=2+i$ である.
(1) $\gamma-\alpha=1+3i$ であるから
\[ \frac{\gamma-\alpha}{\beta-\alpha}=\frac{1+3i}{2+i}=\frac{(1+3i)(2-i)}{5}=\frac{5+5i}{5}=1+i=\sqrt{2}\left(\cos\frac{\pi}{4}+i\sin\frac{\pi}{4}\right) \]
よって $\angle\mathrm{BAC}=\dfrac{\pi}{4}$
(2) $\delta-\alpha=(a-1)+2i$ であるから
\[ \frac{\delta-\alpha}{\beta-\alpha}=\frac{\{(a-1)+2i\}(2-i)}{5}=\frac{2a}{5}+\frac{5-a}{5}i \]
3 点が一直線上にあるのはこれが実数のときで,$5-a=0$ より $a=5$
$\mathrm{AB}\perp\mathrm{AD}$ となるのはこれが純虚数のときで,$2a=0$ かつ $5-a\neq 0$ より $a=0$
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