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第5問

立方体 ABCDA′B′C′D′ABCDA'B'C'D' で AA は A′A' の真上、BB は B′B' の真上などとする。XX を面対角線 ACAC 上の任意の点、YY を B′D′B'D' 上の任意の点とする。(a) XYXY の中点の軌跡を求めよ。(b) ZY=2XZZY=2XZ となるような XYXY 上の点 ZZ の軌跡を求めよ。
ステップ 5/5: 長方形とその寸法を特定する
Zx+Zy=4t+13,Zx−Zy=1−2s3Z_x+Z_y=\dfrac{4t+1}{3},\quad Z_x-Z_y=\dfrac{1-2s}{3}
詳しい解説

Zx+ZyZ_x+Z_y は [1/3,5/3][1/3,5/3]、Zx−ZyZ_x-Z_y は [−1/3,1/3][-1/3,1/3] を動く。2つのパラメータ方向は直交し、長さはそれぞれ 22/32\sqrt2/3 と 2/3\sqrt2/3。したがって軌跡は z=2/3z=2/3 内の塗りつぶされた長方形で、寸法は 22/3×2/32\sqrt2/3\times\sqrt2/3 である。