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→+(1−t)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,
    (p→−a→)⋅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)
    (b→−a→)⋅(p→−a→+b→2)=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,
    (p→−b→)⋅(a→−b→)=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→+(1−s−t)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,
    (p→−a→)⋅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,
    ∣p→−a→∣=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,
    ∣p→−a→∣=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,
    (p→−a→)⋅(p→−b→)=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,
    (p→−a→)⋅(p→−b→)=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,
    ∣p→−a→∣+∣p→−b→∣=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,
    ∣p→−a→∣−∣p→−b→∣=±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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