\documentclass[12pt]{jsarticle}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\setlength{\baselineskip}{22pt}
\begin{flushleft}
{\huge 2}
　行列$A=\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}$は，
任意のベクトル$\overrightarrow{u}=\begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix}$に対して
$\displaystyle A\overrightarrow{u}\cdot\overrightarrow{u}=\overrightarrow{u}\cdot\overrightarrow{u}=
\frac{1}{4} A\overrightarrow{u} \cdot A\overrightarrow{u}$を満たす．
ただし，$\overrightarrow{u}\cdot\overrightarrow{v}$は
ベクトル$\overrightarrow{u}$，$\overrightarrow{v}$の内積を表す．
\begin{description}
\item[(1)]$A$を求めよ．
\item[(2)]$\overrightarrow{u}$が零ベクトルでないとき，
$\overrightarrow{u}$，$A\overrightarrow{u}$のなす角を求めよ．
\item[(3)]$A$の定める1次変換によって，円弧
\[ \{ (x, \, y)|x^2+y^2=1, \, x\geqq0, \, y\leqq0 \} \]
はどのような図形にうつされるか．図によって示せ．
\end{description}
\end{flushleft}
\end{document}
