\documentclass[12pt]{jsarticle}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\setlength{\baselineskip}{22pt}
\begin{flushleft}
{\huge 3}
　平面上に三角形$ABC$と点$O$が与えられている。この平面上の動点$P$に対し，
\[ L={PA}^2+{PB}^2+{PC}^2 \]
とおく。以下の問いに答えよ。
\begin{description}
\item[(1)]$\overrightarrow{a}=\overrightarrow{OA}$，
$\overrightarrow{b}=\overrightarrow{OB}$，
$\overrightarrow{c}=\overrightarrow{OC}$および
$\overrightarrow{x}=\overrightarrow{OP}$とおくとき，次の等式を示せ。
\[ L=3{|\overrightarrow{x}|}^2-
2(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}+\overrightarrow{c})\cdot\overrightarrow{x}+
{|\overrightarrow{a}|}^2+
{|\overrightarrow{b}|}^2+
{|\overrightarrow{c}|}^2 \]
\item[(2)]$L$を最小にする点$P$は三角形$ABC$の重心であることを示せ。
また，$L$の最小値は
\[ \frac{1}{3}({AB}^2+{BC}^2+{CA}^2) \]
であることを示せ。
\end{description}
\end{flushleft}
\end{document}
