このサイトはお使いのブラウザでは正常に動作しません。Google Chromeなど、別のブラウザを使用してください。
ベクトルの体積比について
画像の問題についてです。(1)の解答は理解できたんですけど、(2)の
V1= 1/2 × 2/3 × 5/3 × V0 =5/9 V0
の等式が成り立つ理由がわかりません。
ベクトルの四面体の体積は基本的に底面積が等しいなら高さで、高さが等しいなら底面積で比較するのは知っているのですが、この問題の場合そのような考え方で解いているのか、それとも全く別の考えで解いているのか、わかりません。
わかる方が教えてくださると嬉しいです。
回答
まぶんさん、こんにちは。
再訪問ありがとうございます!
さて、ここで使っているのは「底面が同じなら体積の比は高さの比」というやつですよ。
いっぺんに3つやっているからわかりにくいかもしれませんが、一つずつ考えればいいのです。
まず、四面体OABCとPABCを比べます。共通の底面は△ABCです。高さはOとPから下ろした垂線の長さですが、それはOAとPAの比になっていますね。よって四面体OABC:四面体PABC=2:1。けっきょく四面体OABC:四面体OPBC=1:1/2。
次に四面体OPBCと四面体QPBCについて、底面は△PBCで共通。高さはOとQから△PBCにおろした垂線の長さですが、それはPB:QB。だから体積は1:1/3。これより四面体OPQCのほうは1:2/3。
最後に四面体OPQCと四面体OPQRを比べます。共通の底面は△OPQ。そこにCからとRから垂線を引いて、その長さが高さで比はOC:OR=3:5。よって四面体OPQC:四面体OPQR=1:3/5。
よって、四面体OABC:四面体OPQR=1:1/2×2/3×3/5
というわけです。いまは詳しく書きましたが、四面体の1辺の比はそのまま体積の比になることははじめの四面体OABCと四面体PABCでわかりますから、あとはあれこれやらなくても、対応する辺の比の積でいけます!
これで大丈夫ですか?会話型を目指しています。分かったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、コメント欄に何か返事を書いてください。よろしく。
解答ありがとうございます! すいません、間違ってたら申し訳ないのですが、四面体OPBCとQPBCを比較する際に用いる辺はPB:QBではなくOB:QBではないでしょうか?
あ!間違ってますね。OB:QBですね!ごめんなさい。ちゃんと読んでくれてありがとうございます。
これで疑問解消しました! ありがとうございます
書き忘れましたが僕は高校3年生の文系で、一通りの数学1.2.a.b.cの範囲は履修済みです。