【質問】数学(高校):ベクトルで、2直線のなす角が鋭角なのか鈍角なのかの判断

〔質問〕

ベクトルaに平行な直線をl、ベクトルbに平行な直線をmとするとき、lと mのなす角をαとするときcosαを求めよ。という問題で、ベクトルaとbのなす角をθとして考えるとき、θが鈍角、鋭角になる場合で答えが変わってくるのですか?また、鈍角か鋭角かはどうしたらわかるのですか?

〔回答〕

例えば下図のようなケースの場合、θ1 と θ2 の両方ともが「2直線のなす角」に相当します。
そのため、問題文には「鋭角の方を求めよ」のような指定がありますので、それに従って θ1 側を答える、というようにします。
もし、cos が -1/2 となって、つまり 120° だった、となれば、その場合は単純に 180° から差し引いて 60° と答えれば大丈夫です。

次に、計算上、どちら側が求まるのか、ですが、これは計算してみないとわかりません。
というのも、最初にベクトルを定める際に、向きまでを考慮した定め方をしていないでしょうから(下図の違いまでを考慮していない)、
あくまでも事後的に、「内積から得られた cos の値の正負によって、鋭角側だったのか鈍角側だったのかがわかる」というものです。

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

 
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