斜交座標を用いたベクトル方程式の図示

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斜交座標

ベクトル方程式の点の存在範囲の問題を、斜交座標を用いてイメージ

することから、ベクトル方程式の理解を深めることが、この教材のねらいである。

なお、表記上、ベクトルは太字で表示する。

「3s+2t=6 を満たすOP=sa+tb の終点Pの存在範囲を

図示せよ。」という問題を普通は次のように解くことが

多い。

3s+2t=6 の両辺を6で割って、

(s/2)+(t/3) =1、s=2s’,t=3t’とおくと、

OP=s’(2a )+t’(3b) (s’+t’=1)

ゆえに、存在範囲は図1のように、2a の終点と3b を結んだ

直線になる。しかし、これは直交座標に x+2y=6 のグラフ

(y=-(3/2)x+3) を書いたものを、図1のような斜交座標

変換したもののと同じになる。すると、計算しなくても、

斜交座標に直接書くことができることがわかる。

同じように考えると、次の条件を満たすOP=sa+tb終点

Pの存在範囲を、図2、図3のように図示することができる。

①2s+3t≦6,s≦0,t≦0

②s2+t2=1

<参考文献>
[1]中村千佳子(1998),「ベクトル方程式の考察-図形と方程式の関連
  について-」,「平成10年度高等学校数学研究会教育課程研究会
  全体発表会発表資料」.