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原点を中心とする半径3の球面をSとする.球面S上に点P(a,b,c)をa>0,b>0,c>0となるようにとり,以下の条件をみたす直方体Tを考える.\begin{itemize}直方体Tは点Pを頂点のひとつにもつ.直方体Tは球面Sに内接する.直方体Tの各辺はx軸,y軸,z軸のいずれかに平行である.直方体Tの表面積は64である.\end{itemize}このとき,直方体Tのx軸,y軸,z軸に平行な辺の長さは,それぞれ2a,2b,2cである.以下の問いに答えよ.(1)ab+bc+caとa+b+cの値をそれぞれ求めよ.(2)関数f(t)=t^3-(a+b+c)t^2+(ab+bc+ca)tの増減を調べ,その極値を求めよ.(3)直方体Tの体積をVとする.式(t-a)(t-b)(t-c)をf(t)とVを用いて表せ.(4)体積Vのとりうる値の範囲を求めよ.(5)体積Vが最小となる点P(a,b,c)のうちで,a≦b≦cをみたす点Pの座標を求めよ.
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