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空間内に4点O,A,B,Cがあり,次の条件を満たすものとする. OA =1, OB =1, OC =2,∠ AOB =π/2,∠ BOC =π/3,∠ COA =π/4また,ベクトルOA=ベクトルa,ベクトルOB=ベクトルb,ベクトルOC=ベクトルcとし,Pは平面OAB上の点でベクトルOP=xベクトルa+yベクトルbと表されているとする.点Pが|ベクトルOP|=1を満たして動くとき,以下の問いに答えよ.(1)点Cから平面OABに下ろした垂線と平面OABの交点をQとする.したがって, CQ ⊥ OA , CQ ⊥ OB である.ベクトルOQ=uベクトルa+vベクトルbと表したとき,u,vを求めよ.(2)(i)内積ベクトルOP・ベクトルOCの最大値と最小値を求めよ.また,最大値をとるときのx,yの値,最小値をとるときのx,yの値をそれぞれ求めよ.\\(ii)ベクトルOPとベクトルOCのなす角θがとりうる値の範囲を求めよ.ただし,0≦θ≦πとする.(3)内積ベクトルOP・ベクトルOCが最大値,最小値をとるときの点PをそれぞれP_1,P_2とおく.点P_1,P_2はいずれも直線OQ上にあることを示せ.ただし,Qは(1)で定めた点とする.
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