スーパーUFOキャッチャー

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ベクトルの点の存在範囲

ベクトル方程式の点の存在範囲の問題を、アームが斜めに動くUFOキャッチャーを用いて

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。

ゲームセンターなどにあるUFOキャッチャーは、縦方向と横方向に動くアームがあり、

縦方向と横方向のボタンをそれぞれちょうどよい時間だけ押して、ちょうどよい距離を

動かすことができれば、そこにある景品(ぬいぐるみなど)を捕ることができる。

そこで、ここではアームが斜め2方向に動くスーパーUFOキャッチャーを考える。

アームが図のように、Aボタンを押すとA方向に、

Bボタンを押すとB方向に、それぞれ1秒間に

矢印の長さだけ動くとする。

このとき、図の点Pにある景品を捕るには、

それぞれのボタンを何秒ずつ押せばよいかを考える。

答えは、Aボタンが3秒、Bボタンが2秒である。

これをベクトルで表すと、OP=3OA+2OBとなる。

また、図の赤線上にアームがいくための条件を考える。

Aボタンを押す時間を s 秒、Bボタンを押す時間を t 秒とすると。

答えは、s+t=2、すなわちAボタンとBボタンの押す時間の合計が2秒である。

これをベクトルで表すと、OP=sOA+tOBで、s+t=2 となる。

このような問題を通して、ベクトル方程式の点の存在範囲のイメージを深めるとよい。