点の存在範囲

170910 初版 170910 更新
三角形OAB があって, s, t が,
\(s+t=1\), \(s\geqq 0\), \(t\geqq 0\) を満たすとき,
\(\overrightarrow{\rm OP} =s\overrightarrow{\rm OA}+t\overrightarrow{\rm OB}\)
である点P の存在範囲を考えてみます。
\(\overrightarrow{\rm OP}\) を \(s\overrightarrow{\rm OA}\) と \(t\overrightarrow{\rm OB}\) の継ぎ足しとみます。
[s, t] = [1, 0] のときは 点A,
[s, t] = [0, 1] のときは 点B です。
C, D を 直線 OA, OB 上に,OC = s OA, OD = t OB にとって,
四角形OCPD は平行四辺形となります。
P が 線分AB 上にあるならば,s, t は正の数です。
△CAP と △OAB は相似で,相似比は t : 1 ですので,CA = t OA
△DPB と △OAB は相似で,相似比は s : 1 ですので,DB = s OB
よって,s + t = 1 が成り立ちます。
逆に,s + t = 1 ならば, P は 直線AB 上にあることがいえます。
s + t = 2,  2s + t = 1