答えとは違うやり方で解いちゃったんですが、このやり方は合ってますか？

$8 ベクトル 47 2019年度 〔3〕 (理系数学と共通) 座標空間内の2つの球面 Si: (x-1)2+(y-1)+(z-1)2=7 と §8 ベクトル 183 Level C S2: (x-2)+(y-3)'+ (z-3)=1 を考える。 SとS2の共通部分をCとする。 このとき以下の問いに答えよ。 (1) S との共通部分がCとなるような球面のうち、半径が最小となる球面の方程式 を求めよ。 (2) Sì との共通部分がCとなるような球面のうち、半径が3となる球面の方程式 を求めよ。 §8

［キ］でVnmを求める赤丸の計算は電位の足し合わせの考えた方とも言えますか？

次の文中のに適切な のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。 例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径の球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球殻 N 金属球 M 図1 10 図2 0,x, Q.g 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 せた。 金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さ E, 電位Vについて考 図1のように, 真空中に半径αの金属球Mがあり, Q(Q > 0) の電気量をもつように帯電さ える。ただし,電位Vは無限遠方を基準とする。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心Oから放射状に広がると考 えられるため,電場の強さEは,E=イとわかる。また,その点の電位Vは、 V=ウである。 また,x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく,導体内部に電気力線 が生じないことから,E=エ, V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径 c の金属球殻Nがあり,-Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき, 金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように, 真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 0′が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。 ただし,a <b <c であり、 金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。 このとき, 中心から距離 x(a<x<b) だけ離れた点における電場の強さ E' は, 金属球M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,E'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キ である。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM を与えればQの電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C=クである。 [3]関西大]

（2）の下線部はどういう変形なんですか、？教えてもらえると助かります！

2章 重要 例題 69 球面の方程式 (2) (1)次の方程式はどんな図形を表すか。 x2+y2+22+6x-3y+z+11=0 (2) 4点(0,0,0) (600) (04, 0, 0, 0, 8) を通る球面の中心の 座標と半径を求めよ。 CHART & SOLUTION 球面の方程式(x>0,A'+B'+C> 4D とする) p.122 基本事項 1 中心が (a, b, c) 半径がr(x-a)+(y-b)+(z-c)2=r2 2 一般形 x+y+22 + Ax + By +Cz+D=0 (1)(x-a2+(y-b)2+(z-c)2=r2の形に変形する。 (2)条件の4点の座標に0が多いから、2の一般形から求めるとよい。 そして, (1) のよう に変形する。 6 座標空間における図形, ベクトル方程式 (1) 与えられた式を変形すると (x+6x+3)+{y-3y+(1/2)}+{2+2+(1/2) (1)x,y,zの2次式をそ れぞれ平方完成する。 0= 3 =-11+32+| +32 +(1/2)+(1/2)2 ゆえに (x+3)+(2)+(z+/12)-(12/12) 平方完成の際に加えられ た定数項を右辺にも加え る。 したがって 中心(-3.1428-1/12) 半径 1/12 の球面 (2) 球面の方程式を x2+y2+22 +Ax+By+Cz+D = 0 と すると ②の方針。 ゆえに A=-6, B=-4,C=8 したがって, 球面の方程式は D = 0, 36+6A+D = 0, 16+4B+D = 0, 64-8C+D=04点のx座標, y 座標, Z座標をそれぞれ代入 する。 x2+y+z2-6x-4y+8z=0 これを変形して よって (x2-6x+32)+(y2-4y+22)+(z2+8z+42)=32+2+42 (x-3)2+(y-2)+(z+4)=(√29) ゆえに 中心の座標は (3, 2, -4), 半径は 29 inf. この問題の場合, 中 心の座標を (a, b, c) とし て,中心と4点の距離が等 しいことから求めてもよい。 PRACTICE 69 (1) 方程式 x2+y+z-x-4y+3z+4=0 はどんな図形を表すか。 (2)4点0(0,0,0), A(0, 2, 3),B(1, 0, 3), C(1,2,0) を通る球面の中心の座標 と半径を求めよ。 [(2) 類 九州大]

ODとOAが垂直というのはどこからわかるのでしょうか？教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

[V] 150 座標空間内の原点 0 (0, 0, 0) を中心とする半径1の球面上の3点A b, c c), B(0, 1, 0), C(0, 0, 1)₺ とる。ここでb,cはbc < 0 を満たす実数とする。 原点0を通り, OA に垂直な平面をαとする。 BおよびCからα に下ろした垂線をそれぞれ BD, CE とおく。 このとき、次の各問いに答えよ。 問1 62 + c2 の値を求めよ。 答えのみでよい。 問2 内積OD.OE を b, c を用いて表せ。 答えのみでよい。 問3 大きさ |ODを6を用いて表せ。また,大きさ Ec を用いて表せ。 問4 OD とOEのなす角を000≦π) とする。 cose の最大値と,最大値を与える点 A の座標を求めよ。 DO

凹面鏡で光が集まるとこにスクリーンを置かなくても像ができるのはなぜですか？

(a) 凹面鏡 例化粧用の鏡 C F -f- P O 光軸 図23 球面鏡 凹面鏡は のぞくい姉されたがF

空間ベクトルの問題です。なぜ中心のZ座標を0ではなくCと置くのかがわからないので教えてください。(青いマーカーのところです)

点P(-1, 1, -1) を通り, xy 平面と交わってできる図形が,中心(-1, 1, 0), 半径50円である球面の方程式を求めよ。

Cの座標がなぜ、x座標がゼロになるのですか？ここでから、解説が全くわからないです。

/3 原点OA (10) B (12/20) Cを頂点とする1辺の長さが1の正四 面体 K において, 辺ABの中点をMとする。 ただし, 点Cのz 座標は正とする。 ア ∠COM=0 とするとき cos である。 イ エ カ よって, 点の座標は ウ である。 オ キ このとき Kに外接する球面の方程式は + (メー ク コ ス である。 ケ サシ 12+] √3 2 COSO √√3 2-1- 解説 △COM 余弦定理を適用すると, OM=MC= [C=1, OC=1から 1 √3 v3 = √√√312 2 2 2 よって √6 sin0=√1-cos20= 3 ここで, C(0, b, c) とすると √3 √6 b=1・cos0= c=1-sin 0 1 3 3 2 CO. b, c) ゆえに clo, ca) 3 √6 3 3 また, △OAB の重心をCとすると c(0, √3. √3, 0) Kに外接する球面の中心Pは線分 CC'上にあるから, Pの座 標は0. √3 3 OP=CP から ♪ とおける。 泣ける。 OP2=CP2 すなわち /3 K B y 2√6 1 1 √6 整理すると 3 - P = 3√√ よって p= = 2/6 12 √6 √6 このとき CP= 3 12 したがって,Kに外接する球面の中心の座標は (0. 6 半径は4 3 12 √3 ゆえに, 求める球面の方程式は ++(ゾー (+) 3 √6 12 /3 すなわち 3 *+(2)+(--) - 3 = 12

物理です。 (5)の計算なのですが、どこから10の-4乗が出てきたのですか？

***Exercise ニュートン環 制限時間15分 基本 図1のように、平面ガラスの上に、大きな半径の球面を持つ平凸レンズ) からできているレンズの凸面を下にしてのせ、上から垂直に波長えの単色光をあ 真上から見たとき、図2のように干渉縞が見えた。これをニュートン環という。 ように、 適当な位置を原点としてレンズ中心を通るように軸をとり, 平凸レン 心(m=0とする)から数えて番目の暗環の半径を測って半径を求めるこ える。 空気 R 平凸レンズ、 ガラス板 Tm 図 1 B 原点 A 図 24 -2r9 2 (1) 図1の経路 Aを通った光は経路Bを通った光よりも経路長が2dだけ長い. 経路 光が下面で反射するときには光の位相が反転することを考慮し, 経路 A と経路 B が干渉して暗くなる条件を答えよ. ただし負でない整数m (m = 0, 1, 2, …)を用 よい. (2) 三平方の定理を用いてrm と d, R の関係を求めよ. (3) dがRに比べて非常に小さいことからdを無視することにより,Rをm, i, t 用いて表せ. (4) 図2のように,m+n番目(n = 1, 2, …)の暗環の半径をtとし, X = rmt 88 2-

物理　分散の範囲です。 全体の流れは理解できるのですが、角COHがなぜα／2になるかがわかりません。（右ページ四行目） 教えてくれたら幸いです🙇‍♂️🙇‍♂️

Solution 23-1 フレネルの複プリズム 類題 設問 (1) で示した, 頂角がαの薄いプリズムでの偏角βが入射方向に依存しないとした三角プリズムを仮想すれば,スネ されたい。 解説の参照においても,あくまで方針のみを参考にし, 考察し、 自分で レンズの光学特性の説明にも用いることができる. 例題形式で作問したので奮ルの法則の観点からレンズでの屈折光と 動かすこと. 読んでいるだけでは何も自分のものにならない. 問題: Invitation Card23-1 類題 レンズの光学特性の導出 |等しくなる. このプリズムの頂角をαと すれば,∠COH = 1/2なので,直角三角 2 形COHに注目し, α h 図のように極めて薄い凸レンズによって作られる, 点Aの像Bについて考える sin == R レンズの曲率円 R C D 2点は光軸上にあり, 凸レンズからの距離をそれぞれa, b とする.特にAからレンズが薄ければ、この仮想三角プリズ じ,光軸から高さんのレンズ上の点Cで入射し,点Dで出射してBに至る光路に 注目する. レンズは極めて薄いためCD間の高度変化は無視できるものとして い。レンズの屈折率をn,曲率半径をとし,んはa,b,およびRに比べて 分小さい. 小さい角度zについては, sinz tanzzを用いてよい . ムも薄いので頂角αは極めて小さいので, H a h AF 2 R α= 2h R 仮想プリズム 図 1 凸レンズ 2 このプリズムの振れ角 β = (n-1)αに等しいレンズの振れ角は, 光経路 CAD h A B A→C→D→Bにおいて幾何的にも定まることから,βa, b, んで表し, レ ンズ公式の表式を得る. -光軸 b 点CおよびDでの屈折を薄い三角プリズムでの屈折に対応させることにより、 レンズ公式 : 1 11 +-= a b f 図2のように, ∠CAB=0, ∠DBA = と おく。 レンズは極めて薄いとあるから, AC 水 平距離はα, BD 水平距離はもとしてしまって 良いだろう(厳密にはレンズ中心からの距離). h h このとき, tan= E C B TD h ↓ a b→ + tan = に対応する式を見出し, このレンズの焦点距離の値を導け. =1/5であり、ん 2 a h に比べ極めて小さいことから,とは微小角なので, 近似的に, 0, h ・ミ a b 方針1 レンズ上の点CおよびDでの2度の屈折が三角プリズムでの屈折と見なせるよ うに仮想三角プリズムを作図し, その頂角αを幾何条件からレンズの曲率半径R と入射高度んで表す. と書ける.図2のように, 線分ACとBDを延長した交点をEとすれば、 三角形AEBの 角Eの外角がレンズの振れ角βであるため、 h = +- a h b =(n-1) 27 2h 1 1 2(n-1) + R ゆえにこのレンズの焦点距離は,f= R であることがわかる. a b R 2(n-1) 図1のように,レンズ左球面の曲率中心をO,点Cから光軸に下ろした垂線の足を とする.CおよびDにおいて接線(厳密には球面との接面)を引き、それらの交点を頂 1 1 2(n-1) R レンズ公式に対応する式:-+ = a b R 焦点距離 f= 2(n-1) 7

青色の波線が引いてあるところの途中の計算を教えて欲しいです。お願いします！

以下の間に答えよ。 3 (1)実数r, αは0<r≦1,0≦a <r をみたすとする。 xy 平面内で,点 (1,0)を中心にもつ半径1の円周およびその内部 をCとする。 Cを原点 (0,0) を中心に反時計まわりに角度だけ回転させるとき, Cが通過する領域の面積を求めよ。 (2)実数R, a は OR≦1,0≦α <a をみたすとする。 xyz 空間内で, 点 (1,0,0) を中心にもつ半径R の球面およびそ の内部をBとする。 B を z軸のまわりに角度αだけ回転させるとき, B が通過する領域の体積を求めよ。 ただし,回転の向 きは回転後のB の中心が (cosα, sin, 0) になるように選ぶものとする。