ベクトル方程式の公式一覧

ベクトル方程式の公式をまとめました。全て丸暗記する必要はありませんが,◯◯のベクトル方程式は?と聞かれたときにすぐに立式できるようになっておきましょう。

直線のベクトル方程式

  1. 二点 a,b\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b} を通る直線のベクトル方程式は,
    p=ta+(1t)b\overrightarrow{p}=t\overrightarrow{a}+(1-t)\overrightarrow{b}
  • a\overrightarrow{a} を通り,方向ベクトルが u\overrightarrow{u} であるような直線のベクトル方程式は,
    p=a+tu\overrightarrow{p}=\overrightarrow{a}+t\overrightarrow{u}

  • a\overrightarrow{a} を通り,法線ベクトルが n\overrightarrow{n} であるような直線のベクトル方程式は,
    (pa)n=0(\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a})\cdot \overrightarrow{n}=0

  • 線分 ABAB の垂直二等分線のベクトル方程式は(A(a),B(b)A(\overrightarrow{a}),B(\overrightarrow{b}) として)
    (ba)(pa+b2)=0(\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a})\cdot \left(\overrightarrow{p}-\dfrac{\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}}{2}\right)=0

  • 中心が a\overrightarrow{a} である円上の点 b\overrightarrow{b} における接線のベクトル方程式は,
    (pb)(ab)=0(\overrightarrow{p}-\overrightarrow{b})\cdot (\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})=0

平面のベクトル方程式

  • 三点 a\overrightarrow{a}b\overrightarrow{b}c\overrightarrow{c} を通る平面のベクトル方程式は,
    p=sa+tb+(1st)c\overrightarrow{p}=s\overrightarrow{a}+t\overrightarrow{b}+(1-s-t)\overrightarrow{c}

  • a\overrightarrow{a} を通り,法線ベクトルが n\overrightarrow{n} であるような平面のベクトル方程式は,
    (pa)n=0(\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a})\cdot \overrightarrow{n}=0

円,球のベクトル方程式

  • 二次元平面において,中心 a\overrightarrow{a} で半径 rr の円のベクトル方程式は,
    pa=r|\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a}|=r

  • 三次元空間において,中心 a\overrightarrow{a} で半径 rr の球面のベクトル方程式は,
    pa=r|\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a}|=r

  • 二次元平面において,二点 a\overrightarrow{a}b\overrightarrow{b} を直径の両端とする円のベクトル方程式は,
    (pa)(pb)=0(\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a})\cdot (\overrightarrow{p}-\overrightarrow{b})=0

  • 三次元空間において,二点 a\overrightarrow{a}b\overrightarrow{b} を(一つの)直径の両端とする球面のベクトル方程式は,
    (pa)(pb)=0(\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a})\cdot (\overrightarrow{p}-\overrightarrow{b})=0 →球面の方程式に関する5つの公式と具体例

楕円,双曲線のベクトル方程式

  • 二点 a\overrightarrow{a}b\overrightarrow{b} を焦点とし,焦点からの距離の和が 2r2r である楕円のベクトル方程式は,
    pa+pb=2r|\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a}|+|\overrightarrow{p}-\overrightarrow{b}|=2r

  • 二点 a\overrightarrow{a}b\overrightarrow{b} を焦点とし,焦点からの距離の差が 2r2r である双曲線のベクトル方程式は,
    papb=±2r|\overrightarrow{p}-\overrightarrow{a}|-|\overrightarrow{p}-\overrightarrow{b}|=\pm 2r

他にも追加すべきものがあればご一報ください。

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