こんにちは。horyです。
今回の記事ではベクトルの問題において定番問題の1つである交点ベクトルに関する問題について紹介しようと思います。頻出問題なので必ず理解したい問題です。
この記事を読む前に以下の記事の内容を理解しておくことが望ましいです。
- ベクトルとスカラーの違い 何故、平行四辺形の対角線なのか?
- ベクトルと円に内接する正六角形に関する問題の攻略
- 「もう暗記は不要」ベクトルの内分と外分の公式
- ベクトルと座標平面上の点が動く範囲
- ベクトルの1次独立と従属 意味と本質の理解
今回も頑張りましょう。
問題 交点ベクトル
以下は今回の記事で取り組む問題です。

この問題を例に解説します。
問題を解く前の下準備
まずは問題を解く前の下準備です。状況を図示します。

また、三角形が作れることから「ベクトルOAとOBは1次独立」です。このことは解答に必ず書いてください。書いていないと減点です(今後の解答プロセスが1次独立であることを前提としているため)。
また、OCとODについては・・・

ベクトルOEについて以下のことが言えます。

上のことが言える理由が分からない人はもう一度この記事をよく読んでください。
以上で下準備は完了です。
(1)解答・解説
(1)の解答・解説です。内分公式を2つの三角形に適応することで題意のベクトルを二通りの方法で表します。
- EはADをt:1-tに内分する
- EはBCをs:1-sに内分する

①と②は同じベクトルを表しています。2つのベクトルが1次独立なので係数比較ができます。

以上が解答になります。汎用性が非常に高い方法なので必ず理解いてほしいです。
(2)解答・解説
(2)の解答・解説です。この問題は以下の二つの事が重要になります。
- O,E,Fが一直線上に存在
- Fは直線AB上に存在する
上の2つを応用すると以下のことが言えます。

よって以下のように求めることが可能です。

以上が解答になります。
別解 チェバの定理・メネラウスの定理
この問題はチェバの定理とメネラウスの定理を用いても解くことが可能です。
チェバの定理とメネラウスの定理については以下の記事をご覧ください。

別解も非常に大事なので覚えておいてください。