Может ли сумма двух векторов быть равной:
а) нулю;
б) нулевому вектору;
в) одному из векторов-слагаемых?
Решение №40576: Для решения задачи Может ли сумма двух векторов быть равной: а) нулю; б) нулевому вектору; в) одному из векторов-слагаемых? выполним следующие шаги:
- Рассмотрим два вектора \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\).
- Сумма двух векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) записывается как \(\vec{a} + \vec{b}\).
- Рассмотрим каждый из случаев:
- Может ли сумма двух векторов быть равной нулю?
- Сумма двух векторов \(\vec{a} + \vec{b}\) не может быть равна числу 0, так как сумма векторов всегда является вектором, а не числом.
- Может ли сумма двух векторов быть равной нулевому вектору?
- Сумма двух векторов \(\vec{a} + \vec{b}\) может быть равна нулевому вектору \(\vec{0}\), если \(\vec{a} = -\vec{b}\). Это означает, что векторы противоположны по направлению и равны по величине.
- Может ли сумма двух векторов быть равной одному из векторов-слагаемых?
- Сумма двух векторов \(\vec{a} + \vec{b}\) может быть равна одному из векторов-слагаемых, если другой вектор является нулевым вектором.
- Например, если \(\vec{b} = \vec{0}\), то \(\vec{a} + \vec{b} = \vec{a}\).
Таким образом, сумма двух векторов:
- Не может быть равной числу нулю.
- Может быть равной нулевому вектору.
- Может быть равной одному из векторов-слагаемых, если другой вектор является нулевым вектором.
Ответ:
- Нет.
- Да.
- Да.
Ответ: NaN
Может ли длина вектора-суммы быть равной сумме длин векторов- слагаемых? Если может, то в каком случае?
Решение №40577: Для решения задачи Может ли длина вектора-суммы быть равной сумме длин векторов-слагаемых? Если может, то в каком случае? выполним следующие шаги:
- Рассмотрим два вектора \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\).
- Длина вектора-суммы \(\vec{a} + \vec{b}\) определяется как \(|\vec{a} + \vec{b}|\).
- Сумма длин векторов-слагаемых равна \(|\vec{a}| + |\vec{b}|\).
- Для того чтобы длина вектора-суммы была равна сумме длин векторов-слагаемых, необходимо выполнение условия:
\[
|\vec{a} + \vec{b}| = |\vec{a}| + |\vec{b}|
\]
- Это условие выполняется, когда векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) сонаправлены, то есть имеют одинаковое направление и находятся на одной прямой.
- В этом случае векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) можно представить в виде \(\vec{a} = k \vec{b}\), где \(k > 0\).
- Тогда вектор-сумма \(\vec{a} + \vec{b}\) будет иметь длину:
\[
|\vec{a} + \vec{b}| = |k \vec{b} + \vec{b}| = |(k+1) \vec{b}| = (k+1) |\vec{b}|
\]
- Сумма длин векторов-слагаемых будет:
\[
|\vec{a}| + |\vec{b}| = |k \vec{b}| + |\vec{b}| = k |\vec{b}| + |\vec{b}| = (k+1) |\vec{b}|
\]
- Таким образом, \(|\vec{a} + \vec{b}| = |\vec{a}| + |\vec{b}|\) выполняется, когда \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) сонаправлены.
Ответ: Длина вектора-суммы может быть равна сумме длин векторов-слагаемых, если векторы сонаправлены.
Ответ: NaN
Дан параллелограмм \(ABCD\) (рис. 104). Назовите вектор-сумму:
а) \(\vec{AB} + \vec{BD}\);
б) \(\vec{BA} + \vec{BC}\);
в) \(\vec{AO} + \vec{OC}\);
г) \(\vec{BO} + \vec{DO}\).
Решение №40578: Для решения задачи о векторных суммах в параллелограмме \(ABCD\) выполним следующие шаги:
### а) \(\vec{AB} + \vec{BD}\)
- Рассмотрим вектор \(\vec{AB}\), который идет от точки \(A\) к точке \(B\).
- Рассмотрим вектор \(\vec{BD}\), который идет от точки \(B\) к точке \(D\).
- Сложим векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{BD}\):
\[
\vec{AB} + \vec{BD} = \vec{AD}
\]
Поскольку \(\vec{AB}\) и \(\vec{BD}\) образуют прямой путь от \(A\) до \(D\), их сумма равна \(\vec{AD}\).
### б) \(\vec{BA} + \vec{BC}\)
- Рассмотрим вектор \(\vec{BA}\), который идет от точки \(B\) к точке \(A\).
- Рассмотрим вектор \(\vec{BC}\), который идет от точки \(B\) к точке \(C\).
- Сложим векторы \(\vec{BA}\) и \(\vec{BC}\):
\[
\vec{BA} + \vec{BC} = \vec{AC}
\]
Поскольку \(\vec{BA}\) и \(\vec{BC}\) образуют прямой путь от \(A\) до \(C\), их сумма равна \(\vec{AC}\).
### в) \(\vec{AO} + \vec{OC}\)
- Рассмотрим вектор \(\vec{AO}\), который идет от точки \(A\) к точке \(O\) (пересечение диагоналей).
- Рассмотрим вектор \(\vec{OC}\), который идет от точки \(O\) к точке \(C\).
- Сложим векторы \(\vec{AO}\) и \(\vec{OC}\):
\[
\vec{AO} + \vec{OC} = \vec{AC}
\]
Поскольку \(\vec{AO}\) и \(\vec{OC}\) образуют прямой путь от \(A\) до \(C\), их сумма равна \(\vec{AC}\).
### г) \(\vec{BO} + \vec{DO}\)
- Рассмотрим вектор \(\vec{BO}\), который идет от точки \(B\) к точке \(O\) (пересечение диагоналей).
- Рассмотрим вектор \(\vec{DO}\), который идет от точки \(D\) к точке \(O\).
- Сложим векторы \(\vec{BO}\) и \(\vec{DO}\):
\[
\vec{BO} + \vec{DO} = \vec{BD}
\]
Поскольку \(\vec{BO}\) и \(\vec{DO}\) образуют прямой путь от \(B\) до \(D\), их сумма равна \(\vec{BD}\).
Таким образом, векторные суммы в параллелограмме \(ABCD\) следующие:
- \(\vec{AB} + \vec{BD} = \vec{AD}\)
- \(\vec{BA} + \vec{BC} = \vec{AC}\)
- \(\vec{AO} + \vec{OC} = \vec{AC}\)
- \(\vec{BO} + \vec{DO} = \vec{BD}\)
Ответ: NaN
Может ли разность двух векторов быть равной их сумме? Если может, то в каком случае?
Решение №40579: Для того чтобы определить, может ли разность двух векторов быть равной их сумме, рассмотрим два вектора \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\).
- Запишем уравнение, которое нужно проверить:
\[
\vec{a} - \vec{b} = \vec{a} + \vec{b}
\]
- Перенесем \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) на одну сторону уравнения:
\[
\vec{a} - \vec{b} - \vec{a} - \vec{b} = 0
\]
- Упростим уравнение:
\[
-2\vec{b} = 0
\]
- Решим уравнение для \(\vec{b}\):
\[
\vec{b} = 0
\]
Таким образом, разность двух векторов может быть равна их сумме только в том случае, если один из векторов равен нулю.
Ответ: Разность двух векторов может быть равна их сумме, если один из векторов равен нулю.
Ответ: NaN
Дан параллелограмм \(АВСD\) (рис. 104). Назовите вектор, противоположный:
а) вектору \(\vec{ВС}\);
б) вектору \(\vec{ОА}\) .
Решение №40580: Для решения задачи о нахождении векторов, противоположных данным векторам в параллелограмме \(ABCD\), выполним следующие шаги:
### а) Вектор, противоположный вектору \(\vec{BC}\):
- Рассмотрим параллелограмм \(ABCD\).
- Вектор \(\vec{BC}\) направлен от точки \(B\) к точке \(C\).
- В параллелограмме противоположные стороны равны и параллельны, поэтому вектор, противоположный \(\vec{BC}\), будет направлен от точки \(C\) к точке \(B\).
- Таким образом, вектор, противоположный \(\vec{BC}\), это \(\vec{CB}\).
### б) Вектор, противоположный вектору \(\vec{OA}\):
- Рассмотрим параллелограмм \(ABCD\).
- Предположим, что точка \(O\) является началом координат или какой-то фиксированной точкой в пространстве.
- Вектор \(\vec{OA}\) направлен от точки \(O\) к точке \(A\).
- Вектор, противоположный \(\vec{OA}\), будет направлен от точки \(A\) к точке \(O\).
- Таким образом, вектор, противоположный \(\vec{OA}\), это \(\vec{AO}\).
### Ответ:
а) Вектор, противоположный вектору \(\vec{BC}\), это \(\vec{CB}\).
б) Вектор, противоположный вектору \(\vec{OA}\), это \(\vec{AO}\).
Ответ: NaN
Дан параллелограмм \(АВСD\) (рис. 104). Назовите вектор-разность:
а) \(\vec{АВ} - \vec{АС}\);
б) \(\vec{АВ} - \vec{DА}\);
в) \(\vec{АD} - \vec{BС}\).
Решение №40581: Для решения задачи о векторных разностях в параллелограмме \(ABCD\), выполним следующие шаги:
### а) \(\vec{АВ} - \vec{АС}\)
- Выразим вектор \(\vec{АВ}\) через векторы \(\vec{АС}\) и \(\vec{СВ}\):
\[
\vec{АВ} = \vec{АС} + \vec{СВ}
\]
- Подставим \(\vec{АВ}\) в выражение \(\vec{АВ} - \vec{АС}\):
\[
\vec{АВ} - \vec{АС} = (\vec{АС} + \vec{СВ}) - \vec{АС}
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{АВ} - \vec{АС} = \vec{СВ}
\]
### б) \(\vec{АВ} - \vec{DА}\)
- Выразим вектор \(\vec{АВ}\) через векторы \(\vec{АD}\) и \(\vec{DВ}\):
\[
\vec{АВ} = \vec{АD} + \vec{DВ}
\]
- Подставим \(\vec{АВ}\) в выражение \(\vec{АВ} - \vec{DА}\):
\[
\vec{АВ} - \vec{DА} = (\vec{АD} + \vec{DВ}) - \vec{DА}
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{АВ} - \vec{DА} = \vec{DВ} + \vec{АD}
\]
- Поскольку \(\vec{DА} = -\vec{АD}\), то:
\[
\vec{АВ} - \vec{DА} = \vec{DВ} + \vec{АD} + \vec{АD} = \vec{DВ} + \vec{0} = \vec{DВ}
\]
### в) \(\vec{АD} - \vec{BС}\)
- Выразим вектор \(\vec{АD}\) через векторы \(\vec{АB}\) и \(\vec{BD}\):
\[
\vec{АD} = \vec{АB} + \vec{BD}
\]
- Выразим вектор \(\vec{BС}\) через векторы \(\vec{BA}\) и \(\vec{AS}\):
\[
\vec{BС} = \vec{BA} + \vec{AS}
\]
- Подставим \(\vec{АD}\) и \(\vec{BС}\) в выражение \(\vec{АD} - \vec{BС}\):
\[
\vec{АD} - \vec{BС} = (\vec{АB} + \vec{BD}) - (\vec{BA} + \vec{AS})
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{АD} - \vec{BС} = \vec{АB} + \vec{BD} - \vec{BA} - \vec{AS}
\]
- Поскольку \(\vec{BA} = -\vec{АB}\), то:
\[
\vec{АD} - \vec{BС} = \vec{АB} + \vec{BD} + \vec{АB} - \vec{AS} = \vec{BD} - \vec{AS}
\]
- Поскольку \(\vec{BD} = \vec{AS}\), то:
\[
\vec{АD} - \vec{BС} = \vec{BD} - \vec{BD} = \vec{0}
\]
Таким образом, решения для векторных разностей в параллелограмме \(ABCD\) следующие:
- \(\vec{АВ} - \vec{АС} = \vec{СВ}\)
- \(\vec{АВ} - \vec{DА} = \vec{DВ}\)
- \(\vec{АD} - \vec{BС} = \vec{0}\)
Ответ: NaN
Перечертите векторы \(\vec{a}\), \(\vec{b}\), \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) (рис. 105) в тетрадь. Постройте векторы \(\vec{a} + \vec{b}\), \(\vec{c} - \vec{d}\), \(\vec{b} + \vec{d}\), \(\vec{d} - \vec{b}\), \(\vec{a} + \vec{b} + \vec{c} + \vec{d}\), \(\vec{b} - \vec{d}\). Есть ли среди построенных векторов противоположные?
Решение №40582: Для решения задачи о построении векторов и определения противоположных векторов выполним следующие шаги:
- Перечертите векторы \(\vec{a}\), \(\vec{b}\), \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) из рисунка в тетрадь.
- Постройте вектор \(\vec{a} + \vec{b}\):
- Начните с начала вектора \(\vec{a}\).
- Приложите вектор \(\vec{b}\) к концу вектора \(\vec{a}\).
- Конец вектора \(\vec{b}\) будет концом вектора \(\vec{a} + \vec{b}\).
- Постройте вектор \(\vec{c} - \vec{d}\):
- Начните с начала вектора \(\vec{c}\).
- Приложите вектор \(-\vec{d}\) (противоположный вектор \(\vec{d}\)) к концу вектора \(\vec{c}\).
- Конец вектора \(-\vec{d}\) будет концом вектора \(\vec{c} - \vec{d}\).
- Постройте вектор \(\vec{b} + \vec{d}\):
- Начните с начала вектора \(\vec{b}\).
- Приложите вектор \(\vec{d}\) к концу вектора \(\vec{b}\).
- Конец вектора \(\vec{d}\) будет концом вектора \(\vec{b} + \vec{d}\).
- Постройте вектор \(\vec{d} - \vec{b}\):
- Начните с начала вектора \(\vec{d}\).
- Приложите вектор \(-\vec{b}\) (противоположный вектор \(\vec{b}\)) к концу вектора \(\vec{d}\).
- Конец вектора \(-\vec{b}\) будет концом вектора \(\vec{d} - \vec{b}\).
- Постройте вектор \(\vec{a} + \vec{b} + \vec{c} + \vec{d}\):
- Начните с начала вектора \(\vec{a}\).
- Последовательно приложите векторы \(\vec{b}\), \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) к концам предыдущих векторов.
- Конец вектора \(\vec{d}\) будет концом вектора \(\vec{a} + \vec{b} + \vec{c} + \vec{d}\).
- Постройте вектор \(\vec{b} - \vec{d}\):
- Начните с начала вектора \(\vec{b}\).
- Приложите вектор \(-\vec{d}\) (противоположный вектор \(\vec{d}\)) к концу вектора \(\vec{b}\).
- Конец вектора \(-\vec{d}\) будет концом вектора \(\vec{b} - \vec{d}\).
- Проверьте, есть ли среди построенных векторов противоположные:
- Противоположные векторы имеют одинаковую длину, но противоположные направления.
- Сравните все построенные векторы между собой.
Таким образом, выполнив все шаги, можно определить, есть ли среди построенных векторов противоположные.
Ответ: NaN
Перечертите векторы \(\vec{a}\), \(\vec{b}\), \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) (рис. 106) в тетрадь. Постройте векторы:
а) \(\vec{b} + \vec{d}\), \(\vec{a} + \vec{c}\), \(\vec{a} + \vec{d}\) по правилам треугольника и параллелограмма, а также с помощью координат;
б) \(\vec{b} - \vec{d}\), \(\vec{a} - \vec{c}\), \(\vec{c} - \vec{a}\) тремя способами.
Решение №40583: Для решения задачи о перечерчивании векторов \(\vec{a}\), \(\vec{b}\), \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) и построении новых векторов, выполним следующие шаги:
а) Построение векторов \(\vec{b} + \vec{d}\), \(\vec{a} + \vec{c}\), \(\vec{a} + \vec{d}\) по правилам треугольника и параллелограмма, а также с помощью координат:
- Перечертим векторы \(\vec{a}\), \(\vec{b}\), \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) в тетрадь.
- Для построения вектора \(\vec{b} + \vec{d}\) по правилу треугольника:
- Нарисуем вектор \(\vec{b}\).
- Из конца вектора \(\vec{b}\) нарисуем вектор \(\vec{d}\).
- Соединим начало вектора \(\vec{b}\) с концом вектора \(\vec{d}\). Полученный вектор будет \(\vec{b} + \vec{d}\).
- Для построения вектора \(\vec{a} + \vec{c}\) по правилу параллелограмма:
- Нарисуем вектор \(\vec{a}\).
- Из конца вектора \(\vec{a}\) нарисуем вектор \(\vec{c}\).
- Соединим начало вектора \(\vec{a}\) с концом вектора \(\vec{c}\). Полученный вектор будет \(\vec{a} + \vec{c}\).
- Для построения вектора \(\vec{a} + \vec{d}\) с помощью координат:
- Определим координаты векторов \(\vec{a} = (a_1, a_2)\) и \(\vec{d} = (d_1, d_2)\).
- Вычислим координаты вектора \(\vec{a} + \vec{d}\): \((a_1 + d_1, a_2 + d_2)\).
- Нарисуем вектор с координатами \((a_1 + d_1, a_2 + d_2)\).
б) Построение векторов \(\vec{b} - \vec{d}\), \(\vec{a} - \vec{c}\), \(\vec{c} - \vec{a}\) тремя способами:
- Для построения вектора \(\vec{b} - \vec{d}\) по правилу треугольника:
- Нарисуем вектор \(\vec{b}\).
- Из конца вектора \(\vec{b}\) нарисуем вектор \(-\vec{d}\) (отрицательный вектор \(\vec{d}\)).
- Соединим начало вектора \(\vec{b}\) с концом вектора \(-\vec{d}\). Полученный вектор будет \(\vec{b} - \vec{d}\).
- Для построения вектора \(\vec{a} - \vec{c}\) по правилу параллелограмма:
- Нарисуем вектор \(\vec{a}\).
- Из конца вектора \(\vec{a}\) нарисуем вектор \(-\vec{c}\) (отрицательный вектор \(\vec{c}\)).
- Соединим начало вектора \(\vec{a}\) с концом вектора \(-\vec{c}\). Полученный вектор будет \(\vec{a} - \vec{c}\).
- Для построения вектора \(\vec{c} - \vec{a}\) с помощью координат:
- Определим координаты векторов \(\vec{c} = (c_1, c_2)\) и \(\vec{a} = (a_1, a_2)\).
- Вычислим координаты вектора \(\vec{c} - \vec{a}\): \((c_1 - a_1, c_2 - a_2)\).
- Нарисуем вектор с координатами \((c_1 - a_1, c_2 - a_2)\).
Таким образом, мы построили все необходимые векторы по правилам треугольника, параллелограмма и с помощью координат.
Ответ: NaN
Начертите произвольный треугольник \(АВС\).
а) Постройте вектор \(\vec{AD}\), равный сумме \(\vec{AB} + \vec{АС}\). Найдите сумму векторов \(\vec{DB}\) и \(\vec{AC}\).
б) Постройте вектор \(\vec{AE}\), равный разности \(\vec{AB} - \vec{AC}\). Равны ли векторы \(\vec{AE}\) и \(\vec{BC}\)?
Решение №40584: Для решения задачи, начертим произвольный треугольник \(ABC\) и выполним следующие шаги:
### Часть а)
1. **Начертите произвольный треугольник \(ABC\).**
2. **Постройте вектор \(\vec{AD}\), равный сумме \(\vec{AB} + \vec{AC}\).**
- Используем правило параллелограмма для сложения векторов.
- Найдем точку \(D\) такую, что \(\vec{AD} = \vec{AB} + \vec{AC}\).
3. **Найдите сумму векторов \(\vec{DB}\) и \(\vec{AC}\).**
- Поскольку \(\vec{AD} = \vec{AB} + \vec{AC}\), то \(\vec{DB} = \vec{DA} + \vec{AB}\).
- Подставим \(\vec{DA} = -\vec{AD}\):
\[
\vec{DB} = -\vec{AD} + \vec{AB} = -(\vec{AB} + \vec{AC}) + \vec{AB} = -\vec{AC}
\]
- Сумма векторов \(\vec{DB}\) и \(\vec{AC}\):
\[
\vec{DB} + \vec{AC} = -\vec{AC} + \vec{AC} = \vec{0}
\]
### Часть б)
1. **Постройте вектор \(\vec{AE}\), равный разности \(\vec{AB} - \vec{AC}\).**
- Найдем точку \(E\) такую, что \(\vec{AE} = \vec{AB} - \vec{AC}\).
2. **Равны ли векторы \(\vec{AE}\) и \(\vec{BC}\) ?**
- Вектор \(\vec{AE}\) равен \(\vec{AB} - \vec{AC}\).
- Вектор \(\vec{BC}\) можно выразить через \(\vec{AC}\) и \(\vec{AB}\):
\[
\vec{BC} = \vec{AC} - \vec{AB}
\]
- Сравним \(\vec{AE}\) и \(\vec{BC}\):
\[
\vec{AE} = \vec{AB} - \vec{AC}
\]
\[
\vec{BC} = \vec{AC} - \vec{AB}
\]
- Видно, что \(\vec{AE} = -\vec{BC}\), следовательно, векторы \(\vec{AE}\) и \(\vec{BC}\) равны по модулю, но противоположны по направлению.
### Заключение
- В части а) сумма векторов \(\vec{DB}\) и \(\vec{AC}\) равна нулевому вектору: \(\vec{DB} + \vec{AC} = \vec{0}\).
- В части б) векторы \(\vec{AE}\) и \(\vec{BC}\) равны по модулю, но противоположны по направлению: \(\vec{AE} = -\vec{BC}\).
Ответ:
- а) \(\vec{DB} + \vec{AC} = \vec{0}\)
- б) \(\vec{AE} = -\vec{BC}\)
Ответ: NaN
Найдите координаты и длину вектора \(\vec{c}\), равного \(\vec{a} + \vec{b}\), если:
а) \(\vec{a}(2; -9)\), \(\vec{b}(6; 3)\);
б) \(\vec{a}(0; 4)\), \(\vec{b}(-3; 0)\);
в) \(\vec{a}(-1;5)\), \(\vec{b}(1; -5)\).
Решение №40585: ### а) \(\vec{a}(2; -9)\), \(\vec{b}(6; 3)\)
- Запишем координаты векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{a} = (2, -9), \quad \vec{b} = (6, 3)
\]
- Найдем координаты вектора \(\vec{c} = \vec{a} + \vec{b}\):
\[
\vec{c} = (a_1 + b_1, a_2 + b_2)
\]
Подставим значения:
\[
\vec{c} = (2 + 6, -9 + 3) = (8, -6)
\]
- Найдем длину вектора \(\vec{c}\):
\[
|\vec{c}| = \sqrt{c_1^2 + c_2^2}
\]
Подставим значения:
\[
|\vec{c}| = \sqrt{8^2 + (-6)^2} = \sqrt{64 + 36} = \sqrt{100} = 10
\]
### б) \(\vec{a}(0; 4)\), \(\vec{b}(-3; 0)\)
- Запишем координаты векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{a} = (0, 4), \quad \vec{b} = (-3, 0)
\]
- Найдем координаты вектора \(\vec{c} = \vec{a} + \vec{b}\):
\[
\vec{c} = (a_1 + b_1, a_2 + b_2)
\]
Подставим значения:
\[
\vec{c} = (0 + (-3), 4 + 0) = (-3, 4)
\]
- Найдем длину вектора \(\vec{c}\):
\[
|\vec{c}| = \sqrt{c_1^2 + c_2^2}
\]
Подставим значения:
\[
|\vec{c}| = \sqrt{(-3)^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5
\]
### в) \(\vec{a}(-1;5)\), \(\vec{b}(1; -5)\)
- Запишем координаты векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{a} = (-1, 5), \quad \vec{b} = (1, -5)
\]
- Найдем координаты вектора \(\vec{c} = \vec{a} + \vec{b}\):
\[
\vec{c} = (a_1 + b_1, a_2 + b_2)
\]
Подставим значения:
\[
\vec{c} = (-1 + 1, 5 + (-5)) = (0, 0)
\]
- Найдем длину вектора \(\vec{c}\):
\[
|\vec{c}| = \sqrt{c_1^2 + c_2^2}
\]
Подставим значения:
\[
|\vec{c}| = \sqrt{0^2 + 0^2} = \sqrt{0} = 0
\]
Ответ: NaN
Найдите координаты и длину вектора \(\vec{c}\), равного \(\vec{a} - \vec{b}\), если:
а) \(\vec{a}(-4; 7)\), \(\vec{b}(8; 2)\);
б) \(\vec{a}(2; -2)\), \(\vec{b}(-3; 3)\);
в) \(\vec{a}(0; 1)\), \(\vec{b}(0; -2)\).
Решение №40586: Для решения задачи найти координаты и длину вектора \(\vec{c}\), равного \(\vec{a} - \vec{b}\), выполним следующие шаги:
- Выразим вектор \(\vec{c}\) как разность векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{c} = \vec{a} - \vec{b}
\]
- Найдем координаты вектора \(\vec{c}\) для каждого случая:
- Для \(\vec{a}(-4; 7)\) и \(\vec{b}(8; 2)\):
\[
\vec{c} = (-4 - 8; 7 - 2) = (-12; 5)
\]
- Для \(\vec{a}(2; -2)\) и \(\vec{b}(-3; 3)\):
\[
\vec{c} = (2 - (-3); -2 - 3) = (2 + 3; -2 - 3) = (5; -5)
\]
- Для \(\vec{a}(0; 1)\) и \(\vec{b}(0; -2)\):
\[
\vec{c} = (0 - 0; 1 - (-2)) = (0; 1 + 2) = (0; 3)
\]
- Найдем длину вектора \(\vec{c}\) для каждого случая. Длина вектора \(\vec{c}\) определяется формулой:
\[
|\vec{c}| = \sqrt{c_x^2 + c_y^2}
\]
- Для \(\vec{c}(-12; 5)\):
\[
|\vec{c}| = \sqrt{(-12)^2 + 5^2} = \sqrt{144 + 25} = \sqrt{169} = 13
\]
- Для \(\vec{c}(5; -5)\):
\[
|\vec{c}| = \sqrt{5^2 + (-5)^2} = \sqrt{25 + 25} = \sqrt{50} = 5\sqrt{2}
\]
- Для \(\vec{c}(0; 3)\):
\[
|\vec{c}| = \sqrt{0^2 + 3^2} = \sqrt{0 + 9} = \sqrt{9} = 3
\]
Таким образом, координаты и длины векторов \(\vec{c}\) для каждого случая:
- \(\vec{c}(-12; 5)\), \(|\vec{c}| = 13\)
- \(\vec{c}(5; -5)\), \(|\vec{c}| = 5\sqrt{2}\)
- \(\vec{c}(0; 3)\), \(|\vec{c}| = 3\)
Ответ: NaN
Найдите вектор-сумму \(\vec{a} + \vec{b}\) и вектор-разность \(\vec{a} - \vec{b}\), если:
а) \(\vec{a}(-3; -1)\), \(\vec{b}(-1; 2)\);
б) \(\vec{a}(2; -7)\), \(\vec{b}(2; 3)\).
Решение №40587: Для решения задачи нахождения вектор-суммы \(\vec{a} + \vec{b}\) и вектор-разности \(\vec{a} - \vec{b}\) выполним следующие шаги:
а) \(\vec{a}(-3; -1)\), \(\vec{b}(-1; 2)\)
- Запишем векторы:
\[
\vec{a} = (-3, -1), \quad \vec{b} = (-1, 2)
\]
- Найдем вектор-сумму \(\vec{a} + \vec{b}\):
\[
\vec{a} + \vec{b} = (-3, -1) + (-1, 2) = (-3 - 1, -1 + 2) = (-4, 1)
\]
- Найдем вектор-разность \(\vec{a} - \vec{b}\):
\[
\vec{a} - \vec{b} = (-3, -1) - (-1, 2) = (-3 + 1, -1 - 2) = (-2, -3)
\]
б) \(\vec{a}(2; -7)\), \(\vec{b}(2; 3)\)
- Запишем векторы:
\[
\vec{a} = (2, -7), \quad \vec{b} = (2, 3)
\]
- Найдем вектор-сумму \(\vec{a} + \vec{b}\):
\[
\vec{a} + \vec{b} = (2, -7) + (2, 3) = (2 + 2, -7 + 3) = (4, -4)
\]
- Найдем вектор-разность \(\vec{a} - \vec{b}\):
\[
\vec{a} - \vec{b} = (2, -7) - (2, 3) = (2 - 2, -7 - 3) = (0, -10)
\]
Таким образом, решения задач:
а) \(\vec{a}(-3; -1)\), \(\vec{b}(-1; 2)\)
- Вектор-сумма: \(\vec{a} + \vec{b} = (-4, 1)\)
- Вектор-разность: \(\vec{a} - \vec{b} = (-2, -3)\)
б) \(\vec{a}(2; -7)\), \(\vec{b}(2; 3)\)
- Вектор-сумма: \(\vec{a} + \vec{b} = (4, -4)\)
- Вектор-разность: \(\vec{a} - \vec{b} = (0, -10)\)
Ответ: а) \(\vec{(-4; 1)}\) и \(\vec{(-2; -3)}\);
б) \(\vec{(4; -4)}\) и \(\vec{(0; -10)}\).
Сторона равностороннего треугольника \(АВС\) равна \(a\). Найдите:
а) \(|\vec{AB} + \vec{ВС}|\);
б) \(|\vec{AB} + \vec{AС}|\);
в) \(|\vec{CA} - \vec{СB}|\);
г) \(|\vec{AB} - \vec{ВС}|\).
Решение №40588: Для решения задачи о равностороннем треугольнике \(ABC\) со стороной \(a\), выполним следующие шаги:
- Запишем условие задачи:
Сторона равностороннего треугольника \(ABC\) равна \(a\).
- Определим величины векторов:
\[
|\vec{AB}| = |\vec{BC}| = |\vec{CA}| = a
\]
- Перейдем к решению каждого пункта:
- Найдем \(|\vec{AB} + \vec{BC}|\):
- Векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{BC}\) образуют угол \(120^\circ\).
- Используем формулу суммы векторов через угол между ними:
\[
|\vec{AB} + \vec{BC}| = \sqrt{|\vec{AB}|^2 + |\vec{BC}|^2 + 2|\vec{AB}||\vec{BC}|\cos(120^\circ)}
\]
- Подставим значения:
\[
|\vec{AB} + \vec{BC}| = \sqrt{a^2 + a^2 + 2a \cdot a \cdot \cos(120^\circ)}
\]
- Используем \(\cos(120^\circ) = -\frac{1}{2}\):
\[
|\vec{AB} + \vec{BC}| = \sqrt{a^2 + a^2 + 2a^2 \cdot (-\frac{1}{2})} = \sqrt{a^2 + a^2 - a^2} = \sqrt{a^2} = a
\]
- Таким образом:
\[
|\vec{AB} + \vec{BC}| = a
\]
- Найдем \(|\vec{AB} + \vec{AC}|\):
- Векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{AC}\) образуют угол \(120^\circ\).
- Используем формулу суммы векторов через угол между ними:
\[
|\vec{AB} + \vec{AC}| = \sqrt{|\vec{AB}|^2 + |\vec{AC}|^2 + 2|\vec{AB}||\vec{AC}|\cos(120^\circ)}
\]
- Подставим значения:
\[
|\vec{AB} + \vec{AC}| = \sqrt{a^2 + a^2 + 2a \cdot a \cdot \cos(120^\circ)}
\]
- Используем \(\cos(120^\circ) = -\frac{1}{2}\):
\[
|\vec{AB} + \vec{AC}| = \sqrt{a^2 + a^2 + 2a^2 \cdot (-\frac{1}{2})} = \sqrt{a^2 + a^2 - a^2} = \sqrt{a^2} = a
\]
- Таким образом:
\[
|\vec{AB} + \vec{AC}| = a
\]
- Найдем \(|\vec{CA} - \vec{CB}|\):
- Векторы \(\vec{CA}\) и \(\vec{CB}\) образуют угол \(60^\circ\).
- Используем формулу разности векторов через угол между ними:
\[
|\vec{CA} - \vec{CB}| = \sqrt{|\vec{CA}|^2 + |\vec{CB}|^2 - 2|\vec{CA}||\vec{CB}|\cos(60^\circ)}
\]
- Подставим значения:
\[
|\vec{CA} - \vec{CB}| = \sqrt{a^2 + a^2 - 2a \cdot a \cdot \cos(60^\circ)}
\]
- Используем \(\cos(60^\circ) = \frac{1}{2}\):
\[
|\vec{CA} - \vec{CB}| = \sqrt{a^2 + a^2 - 2a^2 \cdot \frac{1}{2}} = \sqrt{a^2 + a^2 - a^2} = \sqrt{a^2} = a
\]
- Таким образом:
\[
|\vec{CA} - \vec{CB}| = a
\]
- Найдем \(|\vec{AB} - \vec{BC}|\):
- Векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{BC}\) образуют угол \(120^\circ\).
- Используем формулу разности векторов через угол между ними:
\[
|\vec{AB} - \vec{BC}| = \sqrt{|\vec{AB}|^2 + |\vec{BC}|^2 - 2|\vec{AB}||\vec{BC}|\cos(120^\circ)}
\]
- Подставим значения:
\[
|\vec{AB} - \vec{BC}| = \sqrt{a^2 + a^2 - 2a \cdot a \cdot \cos(120^\circ)}
\]
- Используем \(\cos(120^\circ) = -\frac{1}{2}\):
\[
|\vec{AB} - \vec{BC}| = \sqrt{a^2 + a^2 - 2a^2 \cdot (-\frac{1}{2})} = \sqrt{a^2 + a^2 + a^2} = \sqrt{3a^2} = a\sqrt{3}
\]
- Таким образом:
\[
|\vec{AB} - \vec{BC}| = a\sqrt{3}
\]
Ответы:
а) \(|\vec{AB} + \vec{BC}| = a\)
б) \(|\vec{AB} + \vec{AC}| = a\)
в) \(|\vec{CA} - \vec{CB}| = a\)
г) \(|\vec{AB} - \vec{BC}| = a\sqrt{3}\)
Ответ: а) \(а\);
б) \(а\sqrt{3}\);
в) \(а\);
г) \(а\sqrt{3}\).
В треугольнике \(АВС \angle А = 30^\circ\), \(\angle В = 90^\circ\), \(АС = а\). Найдите:
а) \(|\vec{BA} + \vec{AС}|\);
б) \(|\vec{BA} + \vec{ВС}|\);
в) \(|\vec{CB} - \vec{СA}|\);
г) \(|\vec{BC} - \vec{ВA}|\).
Решение №40589: Для решения задачи в треугольнике \(ABC\) с углами \(\angle A = 30^\circ\), \(\angle B = 90^\circ\) и стороной \(AC = a\), найдем величины векторов:
- Найдем длины сторон треугольника \(ABC\):
- Поскольку \(\angle B = 90^\circ\), треугольник \(ABC\) является прямоугольным.
- Используем тригонометрические соотношения для прямоугольного треугольника:
- \(BC = a \cdot \tan(30^\circ) = a \cdot \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{a\sqrt{3}}{3}\)
- \(AB = a \cdot \cos(30^\circ) = a \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{a\sqrt{3}}{2}\)
- Найдем \(|\vec{BA} + \vec{AC}|\):
- Векторы \(\vec{BA}\) и \(\vec{AC}\) перпендикулярны, так как \(\angle B = 90^\circ\).
- Используем теорему Пифагора для нахождения длины суммы векторов:
- \(|\vec{BA} + \vec{AC}| = \sqrt{BA^2 + AC^2} = \sqrt{\left(\frac{a\sqrt{3}}{2}\right)^2 + a^2} = \sqrt{\frac{3a^2}{4} + a^2} = \sqrt{\frac{7a^2}{4}} = \frac{a\sqrt{7}}{2}\)
- Найдем \(|\vec{BA} + \vec{BC}|\):
- Векторы \(\vec{BA}\) и \(\vec{BC}\) перпендикулярны, так как \(\angle B = 90^\circ\).
- Используем теорему Пифагора для нахождения длины суммы векторов:
- \(|\vec{BA} + \vec{BC}| = \sqrt{BA^2 + BC^2} = \sqrt{\left(\frac{a\sqrt{3}}{2}\right)^2 + \left(\frac{a\sqrt{3}}{3}\right)^2} = \sqrt{\frac{3a^2}{4} + \frac{a^2}{3}} = \sqrt{\frac{9a^2 + 4a^2}{12}} = \sqrt{\frac{13a^2}{12}} = \frac{a\sqrt{13}}{2\sqrt{3}} = \frac{a\sqrt{39}}{6}\)
- Найдем \(|\vec{CB} - \vec{CA}|\):
- Векторы \(\vec{CB}\) и \(\vec{CA}\) перпендикулярны, так как \(\angle B = 90^\circ\).
- Используем теорему Пифагора для нахождения длины разности векторов:
- \(|\vec{CB} - \vec{CA}| = \sqrt{CB^2 + CA^2} = \sqrt{\left(\frac{a\sqrt{3}}{3}\right)^2 + a^2} = \sqrt{\frac{a^2}{3} + a^2} = \sqrt{\frac{4a^2}{3}} = \frac{2a\sqrt{3}}{3}\)
- Найдем \(|\vec{BC} - \vec{BA}|\):
- Векторы \(\vec{BC}\) и \(\vec{BA}\) перпендикулярны, так как \(\angle B = 90^\circ\).
- Используем теорему Пифагора для нахождения длины разности векторов:
- \(|\vec{BC} - \vec{BA}| = \sqrt{BC^2 + BA^2} = \sqrt{\left(\frac{a\sqrt{3}}{3}\right)^2 + \left(\frac{a\sqrt{3}}{2}\right)^2} = \sqrt{\frac{a^2}{3} + \frac{3a^2}{4}} = \sqrt{\frac{4a^2 + 9a^2}{12}} = \sqrt{\frac{13a^2}{12}} = \frac{a\sqrt{13}}{2\sqrt{3}} = \frac{a\sqrt{39}}{6}\)
Таким образом, ответы на задачи:
- \(|\vec{BA} + \vec{AC}| = \frac{a\sqrt{7}}{2}\)
- \(|\vec{BA} + \vec{BC}| = \frac{a\sqrt{39}}{6}\)
- \(|\vec{CB} - \vec{CA}| = \frac{2a\sqrt{3}}{3}\)
- \(|\vec{BC} - \vec{BA}| = \frac{a\sqrt{39}}{6}\)
Ответ: а) \(0,5а\);
б) \(а\);
в) \(\fraq{a\sqrt{3}}{2}\);
г) \(a\).
Докажите, что в четырехугольнике \(АВСD \vec{АВ} + \vec{ВС} = \vec{АD} + \vec{DС}\).
Решение №40590: Для доказательства того, что в четырехугольнике \(ABCD\) выполняется равенство \(\vec{AB} + \vec{BC} = \vec{AD} + \vec{DC}\), выполним следующие шаги:
- Рассмотрим четырехугольник \(ABCD\).
- Запишем вектор \(\vec{AB}\), который идет от точки \(A\) до точки \(B\).
- Запишем вектор \(\vec{BC}\), который идет от точки \(B\) до точки \(C\).
- Запишем вектор \(\vec{AD}\), который идет от точки \(A\) до точки \(D\).
- Запишем вектор \(\vec{DC}\), который идет от точки \(D\) до точки \(C\).
- Теперь сложим векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{BC}\):
\[
\vec{AB} + \vec{BC}
\]
Этот вектор представляет собой путь от точки \(A\) до точки \(C\) через точку \(B\).
- Теперь сложим векторы \(\vec{AD}\) и \(\vec{DC}\):
\[
\vec{AD} + \vec{DC}
\]
Этот вектор представляет собой путь от точки \(A\) до точки \(C\) через точку \(D\).
- Оба выражения \(\vec{AB} + \vec{BC}\) и \(\vec{AD} + \vec{DC}\) представляют собой вектор, который идет от точки \(A\) до точки \(C\). Следовательно, они равны:
\[
\vec{AB} + \vec{BC} = \vec{AD} + \vec{DC}
\]
Таким образом, мы доказали, что в четырехугольнике \(ABCD\) выполняется равенство \(\vec{AB} + \vec{BC} = \vec{AD} + \vec{DC}\).
Ответ: NaN
Докажите, что в треугольнике \(АВС \vec{АВ} + \vec{ВС} + \vec{СА} = 0\).
Решение №40591: Для доказательства того, что в треугольнике \(ABC\) верно равенство \(\vec{AB} + \vec{BC} + \vec{CA} = 0\), выполним следующие шаги:
- Запишем векторы \(\vec{AB}\), \(\vec{BC}\) и \(\vec{CA}\) в треугольнике \(ABC\).
- Используем свойства векторного сложения:
\[
\vec{AB} + \vec{BC} + \vec{CA}
\]
- Заметим, что \(\vec{BC}\) можно записать как \(\vec{B} + \vec{C}\), а \(\vec{CA}\) как \(\vec{C} + \vec{A}\):
\[
\vec{AB} + \vec{BC} + \vec{CA} = \vec{AB} + (\vec{B} + \vec{C}) + (\vec{C} + \vec{A})
\]
- Упростим выражение, объединяя векторы:
\[
\vec{AB} + \vec{B} + \vec{C} + \vec{C} + \vec{A}
\]
- Учитываем, что \(\vec{AB} = \vec{B} - \vec{A}\), \(\vec{BC} = \vec{C} - \vec{B}\) и \(\vec{CA} = \vec{A} - \vec{C}\):
\[
(\vec{B} - \vec{A}) + (\vec{C} - \vec{B}) + (\vec{A} - \vec{C})
\]
- Сложим векторы:
\[
\vec{B} - \vec{A} + \vec{C} - \vec{B} + \vec{A} - \vec{C}
\]
- Применим свойства векторной алгебры, что противоположные векторы взаимно уничтожаются:
\[
\vec{B} - \vec{B} + \vec{C} - \vec{C} + \vec{A} - \vec{A} = 0
\]
Таким образом, мы доказали, что в треугольнике \(ABC\) верно равенство \(\vec{AB} + \vec{BC} + \vec{CA} = 0\).
Ответ: \(\vec{AB} + \vec{BC} + \vec{CA} = 0\)
Ответ: NaN
Точки \(М\) и \(N\) - середины сторон \(АВ\) и \(АС\) треугольника \(АВС\). Выразите через векторы \(\vec{a} = \vec{АМ}\) и \(\vec{b} = \vec{AN}\) векторы:
а) \(\vec{MB}\);
б) \(\vec{CN}\);
в) \(\vec{MN}\).
Решение №40592: Для решения задачи о выражении векторов через \(\vec{a} = \vec{AM}\) и \(\vec{b} = \vec{AN}\) выполним следующие шаги:
### а) Выразим вектор \(\vec{MB}\):
- Заметим, что точка \(M\) является серединой стороны \(AB\), поэтому \(\vec{AM} = \vec{a}\).
- Вектор \(\vec{MB}\) можно выразить через вектор \(\vec{AB}\). Поскольку \(M\) - середина \(AB\), то \(\vec{MB} = \vec{MA} + \vec{AB}\).
- Так как \(\vec{MA} = -\vec{AM} = -\vec{a}\), то \(\vec{MB} = -\vec{a} + \vec{AB}\).
- Поскольку \(M\) - середина \(AB\), то \(\vec{AB} = 2\vec{a}\).
- Подставим \(\vec{AB}\) в уравнение: \(\vec{MB} = -\vec{a} + 2\vec{a} = \vec{a}\).
Таким образом, \(\vec{MB} = \vec{a}\).
### б) Выразим вектор \(\vec{CN}\):
- Заметим, что точка \(N\) является серединой стороны \(AC\), поэтому \(\vec{AN} = \vec{b}\).
- Вектор \(\vec{CN}\) можно выразить через вектор \(\vec{AC}\). Поскольку \(N\) - середина \(AC\), то \(\vec{CN} = \vec{CA} + \vec{AN}\).
- Так как \(\vec{CA} = -\vec{AC}\), то \(\vec{CN} = -\vec{AC} + \vec{AN}\).
- Поскольку \(N\) - середина \(AC\), то \(\vec{AC} = 2\vec{b}\).
- Подставим \(\vec{AC}\) в уравнение: \(\vec{CN} = -2\vec{b} + \vec{b} = -\vec{b}\).
Таким образом, \(\vec{CN} = -\vec{b}\).
### в) Выразим вектор \(\vec{MN}\):
- Вектор \(\vec{MN}\) можно выразить через векторы \(\vec{MA}\) и \(\vec{AN}\).
- Так как \(\vec{MA} = -\vec{a}\) и \(\vec{AN} = \vec{b}\), то \(\vec{MN} = \vec{MA} + \vec{AN}\).
- Подставим \(\vec{MA}\) и \(\vec{AN}\) в уравнение: \(\vec{MN} = -\vec{a} + \vec{b}\).
Таким образом, \(\vec{MN} = \vec{b} - \vec{a}\).
### Итоговые выражения:
- а) \(\vec{MB} = \vec{a}\)
- б) \(\vec{CN} = -\vec{b}\)
- в) \(\vec{MN} = \vec{b} - \vec{a}\)
Ответ: а) \(\vec{а}\);
б) \(-\vec{b}\);
в) \(\vec{b} - \vec{a}\).
Дан треугольник \(АВС\). Выразите через векторы \(\vec{a} = \vec{АВ}\) и \(\vec{b} = \vec{АС}\) вектор:
а) \(\vec{ВА}\);
б) \(\vec{ВС}\);
в) \(\vec{СВ}\).
Решение №40593: Для решения задачи выразим векторы \(\vec{ВА}\), \(\vec{ВС}\) и \(\vec{СВ}\) через векторы \(\vec{a} = \vec{АВ}\) и \(\vec{b} = \vec{АС}\).
- Выразим вектор \(\vec{ВА}\):
\[
\vec{ВА} = -\vec{АВ} = -\vec{a}
\]
- Выразим вектор \(\vec{ВС}\):
\[
\vec{ВС} = \vec{ВА} + \vec{АС} = -\vec{a} + \vec{b}
\]
- Выразим вектор \(\vec{СВ}\):
\[
\vec{СВ} = -\vec{ВС} = -(-\vec{a} + \vec{b}) = \vec{a} - \vec{b}
\]
Таким образом, мы получили:
а) \(\vec{ВА} = -\vec{a}\)
б) \(\vec{ВС} = -\vec{a} + \vec{b}\)
в) \(\vec{СВ} = \vec{a} - \vec{b}\)
Ответ: а) \(-\vec{а}\);
б) \(\vec{b} - \vec{a}\);
в) \(\vec{a} - \vec{b}\).
Даны точки \(А(-1; 4)\), \(В(0; -2)\), \(С(3; 5)\). Найдите координаты вектора:
а) \(\vec{АВ} + \vec{а}\), где \(\vec{a}{0; -2)\);
б) \(\vec{ВА} + \vec{АС}\);
в) \(\vec{СВ} + \vec{АВ}\).
Решение №40594: Для решения задачи найдем координаты векторов по заданным точкам.
### а) \(\vec{АВ} + \vec{a}\), где \(\vec{a} = (0; -2)\)
1. Найдем координаты вектора \(\vec{АВ}\):
\[
\vec{АВ} = (B_x - A_x, B_y - A_y) = (0 - (-1), -2 - 4) = (1, -6)
\]
2. Сложим векторы \(\vec{АВ}\) и \(\vec{a}\):
\[
\vec{АВ} + \vec{a} = (1, -6) + (0, -2) = (1 + 0, -6 + (-2)) = (1, -8)
\]
Таким образом, координаты вектора \(\vec{АВ} + \vec{a}\) равны \((1, -8)\).
### б) \(\vec{ВА} + \vec{АС}\)
1. Найдем координаты вектора \(\vec{ВА}\):
\[
\vec{ВА} = (A_x - B_x, A_y - B_y) = (-1 - 0, 4 - (-2)) = (-1, 6)
\]
2. Найдем координаты вектора \(\vec{АС}\):
\[
\vec{АС} = (C_x - A_x, C_y - A_y) = (3 - (-1), 5 - 4) = (4, 1)
\]
3. Сложим векторы \(\vec{ВА}\) и \(\vec{АС}\):
\[
\vec{ВА} + \vec{АС} = (-1, 6) + (4, 1) = (-1 + 4, 6 + 1) = (3, 7)
\]
Таким образом, координаты вектора \(\vec{ВА} + \vec{АС}\) равны \((3, 7)\).
### в) \(\vec{СВ} + \vec{АВ}\)
1. Найдем координаты вектора \(\vec{СВ}\):
\[
\vec{СВ} = (B_x - C_x, B_y - C_y) = (0 - 3, -2 - 5) = (-3, -7)
\]
2. Сложим векторы \(\vec{СВ}\) и \(\vec{АВ}\):
\[
\vec{СВ} + \vec{АВ} = (-3, -7) + (1, -6) = (-3 + 1, -7 + (-6)) = (-2, -13)
\]
Таким образом, координаты вектора \(\vec{СВ} + \vec{АВ}\) равны \((-2, -13)\).
### Ответ:
а) \((1, -8)\)
б) \((3, 7)\)
в) \((-2, -13)\)
Ответ: а) \(\vec{(1; -8)}\);
б) \(\vec{(3; 7)}\);
в) \(\vec{(-2; -13)}\).
Даны точки \(А(0; -1)\), \(С(3; 5)\) и вектор \(\vec{АВ}(1; 2)\). Найдите координаты вектора:
а) \(\vec{СВ} - \vec{СА}\);
б) \(\vec{AВ} - \vec{СB}\);
в) \(\vec{AC} - \vec{АB}\).
Решение №40595: Для решения задачи найдем координаты векторов \(\vec{СВ} - \vec{СА}\), \(\vec{AВ} - \vec{СB}\) и \(\vec{AC} - \vec{АB}\).
1. **Найдем координаты точки \(B\):**
Дано: \(A(0; -1)\) и \(\vec{АВ}(1; 2)\).
Поскольку \(\vec{АВ} = B - A\), то:
\[
B = A + \vec{АВ} = (0 + 1; -1 + 2) = (1; 1)
\]
2. **Найдем координаты вектора \(\vec{СВ} - \vec{СА}\):**
Дано: \(C(3; 5)\) и \(B(1; 1)\).
Найдем вектор \(\vec{СВ}\):
\[
\vec{СВ} = B - C = (1 - 3; 1 - 5) = (-2; -4)
\]
Найдем вектор \(\vec{СA}\):
\[
\vec{СA} = A - C = (0 - 3; -1 - 5) = (-3; -6)
\]
Найдем \(\vec{СВ} - \vec{СА}\):
\[
\vec{СВ} - \vec{СA} = (-2; -4) - (-3; -6) = (-2 + 3; -4 + 6) = (1; 2)
\]
3. **Найдем координаты вектора \(\vec{AВ} - \vec{СB}\):**
Дано: \(\vec{АВ} = (1; 2)\) и \(\vec{СB} = B - C = (1 - 3; 1 - 5) = (-2; -4)\).
Найдем \(\vec{AВ} - \vec{СB}\):
\[
\vec{AВ} - \vec{СB} = (1; 2) - (-2; -4) = (1 + 2; 2 + 4) = (3; 6)
\]
4. **Найдем координаты вектора \(\vec{AC} - \vec{АB}\):**
Дано: \(\vec{AC} = C - A = (3 - 0; 5 - (-1)) = (3; 6)\) и \(\vec{АB} = (1; 2)\).
Найдем \(\vec{AC} - \vec{АB}\):
\[
\vec{AC} - \vec{АB} = (3; 6) - (1; 2) = (3 - 1; 6 - 2) = (2; 4)
\]
Таким образом, координаты векторов:
- \(\vec{СВ} - \vec{СA} = (1; 2)\)
- \(\vec{AВ} - \vec{СB} = (3; 6)\)
- \(\vec{AC} - \vec{АB} = (2; 4)\)
Ответ: а) \(\vec{(1; 2)}\);
б) \(\vec{(3; 6)}\);
в) \(\vec{(2; 4)}\).
Даны точки \(O(0; 0)\), \(А(1; -4)\), \(В(8; 3)\). Найдите координаты вектора:
а) \(\vec{OA} + \vec{OB}\);
б) \(\vec{AO} - \vec{AB}\);
в) \(\vec{OA} - \vec{BА}\).
Решение №40596: Для решения задачи найдем координаты векторов \(\vec{OA} + \vec{OB}\), \(\vec{AO} - \vec{AB}\) и \(\vec{OA} - \vec{BA}\).
Даны точки:
- \(O(0; 0)\)
- \(A(1; -4)\)
- \(B(8; 3)\)
Выполним следующие шаги:
- Найдем векторы \(\vec{OA}\), \(\vec{OB}\), \(\vec{AO}\), \(\vec{AB}\) и \(\vec{BA}\):
\begin{align*}
\vec{OA} &= (1 - 0, -4 - 0) = (1, -4) \\
\vec{OB} &= (8 - 0, 3 - 0) = (8, 3) \\
\vec{AO} &= (0 - 1, 0 - (-4)) = (-1, 4) \\
\vec{AB} &= (8 - 1, 3 - (-4)) = (7, 7) \\
\vec{BA} &= (1 - 8, -4 - 3) = (-7, -7)
\end{align*}
- Найдем вектор \(\vec{OA} + \vec{OB}\):
\begin{align*}
\vec{OA} + \vec{OB} &= (1, -4) + (8, 3) \\
&= (1 + 8, -4 + 3) \\
&= (9, -1)
\end{align*}
- Найдем вектор \(\vec{AO} - \vec{AB}\):
\begin{align*}
\vec{AO} - \vec{AB} &= (-1, 4) - (7, 7) \\
&= (-1 - 7, 4 - 7) \\
&= (-8, -3)
\end{align*}
- Найдем вектор \(\vec{OA} - \vec{BA}\):
\begin{align*}
\vec{OA} - \vec{BA} &= (1, -4) - (-7, -7) \\
&= (1 + 7, -4 + 7) \\
&= (8, 3)
\end{align*}
Таким образом, координаты векторов:
а) \(\vec{OA} + \vec{OB} = (9, -1)\)
б) \(\vec{AO} - \vec{AB} = (-8, -3)\)
в) \(\vec{OA} - \vec{BA} = (8, 3)\)
Ответ: а) \(\vec{(9; -1)}\);
б) \(\vec{(-8; -3)}\);
в) \(\vec{(8; 3)}\).
В прямоугольнике \(АВСD АВ = 3\), \(ВС = 4\), \(О\) - точка пересечения диагоналей. Найдите:
а) \(|\vec{AB} + \vec{AD}|\);
б) \(|\vec{AO} + \vec{OD} + \vec{DC}|\);
в) \(|\vec{AO} - \vec{BC}|\).
Решение №40597: Для решения задачи о прямоугольнике \(ABCD\) с \(AB = 3\), \(BC = 4\) и точкой пересечения диагоналей \(O\), выполним следующие шаги:
- Запишем данные:
\[
AB = 3, \quad BC = 4
\]
- Найдем длины диагоналей:
\[
AC = \sqrt{AB^2 + BC^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5
\]
- Определим координаты точек:
\[
A(0, 0), \quad B(3, 0), \quad C(3, 4), \quad D(0, 4)
\]
а) \(|\vec{AB} + \vec{AD}|\):
- Найдем векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{AD}\):
\[
\vec{AB} = (3, 0), \quad \vec{AD} = (0, 4)
\]
- Сложим векторы:
\[
\vec{AB} + \vec{AD} = (3, 0) + (0, 4) = (3, 4)
\]
- Найдем модуль суммы векторов:
\[
|\vec{AB} + \vec{AD}| = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5
\]
Ответ: \(5\)
б) \(|\vec{AO} + \vec{OD} + \vec{DC}|\):
- Найдем координаты точки \(O\) (точка пересечения диагоналей):
\[
O\left(\frac{3}{2}, \frac{4}{2}\right) = O\left(1.5, 2\right)
\]
- Найдем векторы \(\vec{AO}\), \(\vec{OD}\) и \(\vec{DC}\):
\[
\vec{AO} = (1.5, 2), \quad \vec{OD} = \left(0 - 1.5, 4 - 2\right) = (-1.5, 2), \quad \vec{DC} = (3, 0)
\]
- Сложим векторы:
\[
\vec{AO} + \vec{OD} + \vec{DC} = (1.5, 2) + (-1.5, 2) + (3, 0) = (1.5 - 1.5 + 3, 2 + 2 + 0) = (3, 4)
\]
- Найдем модуль суммы векторов:
\[
|\vec{AO} + \vec{OD} + \vec{DC}| = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5
\]
Ответ: \(5\)
в) \(|\vec{AO} - \vec{BC}|\):
- Найдем вектор \(\vec{BC}\):
\[
\vec{BC} = (0, 4)
\]
- Вычтем векторы:
\[
\vec{AO} - \vec{BC} = (1.5, 2) - (0, 4) = (1.5, 2 - 4) = (1.5, -2)
\]
- Найдем модуль разности векторов:
\[
|\vec{AO} - \vec{BC}| = \sqrt{1.5^2 + (-2)^2} = \sqrt{2.25 + 4} = \sqrt{6.25} = 2.5
\]
Ответ: \(2.5\)
Ответ: а) 5; б) 5; в) 2,5.
В ромбе \(АВСD АС = 10\), \(ВD = 24\), \(О\) - точка пересечения диагоналей. Найдите:
а) \(|\vec{AD} + \vec{DB}|\);
б) \(|\vec{AB} + \vec{BO} + \vec{OC}|\);
в) \(|\vec{CO} - \vec{BA}|\).
Решение №40598: Для решения задачи пошагово, выполним следующие действия:
- Запишем данные задачи:
- \(АС = 10\)
- \(ВD = 24\)
- \(О\) - точка пересечения диагоналей ромба.
- Определим длины диагоналей ромба:
- Диагонали ромба пересекаются под прямым углом и делят друг друга пополам.
- \(AO = CO = \frac{AC}{2} = \frac{10}{2} = 5\)
- \(BO = DO = \frac{BD}{2} = \frac{24}{2} = 12\)
- Найдем \(|\vec{AD} + \vec{DB}|\):
- Вектор \(\vec{AD} + \vec{DB}\) эквивалентен вектору \(\vec{AB}\).
- Длина стороны ромба \(AB\) может быть найдена по теореме Пифагора:
\[
AB = \sqrt{AO^2 + BO^2} = \sqrt{5^2 + 12^2} = \sqrt{25 + 144} = \sqrt{169} = 13
\]
- Таким образом, \(|\vec{AD} + \vec{DB}| = 13\).
- Найдем \(|\vec{AB} + \vec{BO} + \vec{OC}|\):
- Вектор \(\vec{AB} + \vec{BO} + \vec{OC}\) эквивалентен вектору \(\vec{AC}\).
- Длина диагонали \(AC\) равна 10.
- Таким образом, \(|\vec{AB} + \vec{BO} + \vec{OC}| = 10\).
- Найдем \(|\vec{CO} - \vec{BA}|\):
- Вектор \(\vec{CO} - \vec{BA}\) эквивалентен вектору \(\vec{CO} + \vec{AB}\).
- Вектор \(\vec{CO} + \vec{AB}\) эквивалентен вектору \(\vec{CB}\).
- Длина стороны ромба \(CB\) равна \(AB\), которая равна 13.
- Таким образом, \(|\vec{CO} - \vec{BA}| = 13\).
Ответ:
- а) \(|\vec{AD} + \vec{DB}| = 13\)
- б) \(|\vec{AB} + \vec{BO} + \vec{OC}| = 10\)
- в) \(|\vec{CO} - \vec{BA}| = 13\)
Ответ: а) 13; б) 10; в) 12.
Точка \(О\) - центр равностороннего треугольника \(АВС\). Докажите, что \(\vec{ОА} + \vec{ОВ} + \vec{ОС} = \vec{0}\).
Решение №40599: Для доказательства того, что \(\vec{OA} + \vec{OB} + \vec{OC} = \vec{0}\) в равностороннем треугольнике \(ABC\) с центром \(O\), выполним следующие шаги:
- Рассмотрим равносторонний треугольник \(ABC\) с центром \(O\).
- Введем векторы \(\vec{OA}\), \(\vec{OB}\) и \(\vec{OC}\), которые соединяют центр \(O\) с вершинами треугольника.
- Заметим, что при вращении на \(120^\circ\) вокруг центра \(O\), вектор \(\vec{OA}\) переходит в \(\vec{OB}\), \(\vec{OB}\) переходит в \(\vec{OC}\), а \(\vec{OC}\) переходит в \(\vec{OA}\).
- Следовательно, векторы \(\vec{OA}\), \(\vec{OB}\) и \(\vec{OC}\) образуют равномерное распределение вокруг центра \(O\).
- Поскольку треугольник равносторонний, все стороны равны, и все углы равны \(60^\circ\).
- Теперь рассмотрим сумму векторов \(\vec{OA} + \vec{OB} + \vec{OC}\).
- При сложении векторов \(\vec{OA}\), \(\vec{OB}\) и \(\vec{OC}\), каждый вектор компенсирует другой на \(120^\circ\), что приводит к нулевому результату.
- Таким образом, \(\vec{OA} + \vec{OB} + \vec{OC} = \vec{0}\).
Ответ: \(\vec{OA} + \vec{OB} + \vec{OC} = \vec{0}\).
Ответ: NaN
Докажите, что в четырехугольнике \(АВСD \vec{АС} + \vec{DB} = \vec{АВ} - \vec{CD}\).
Решение №40600: Для доказательства того, что в четырехугольнике \(ABCD\) выполняется равенство \(\vec{AC} + \vec{DB} = \vec{AV} - \vec{CD}\), выполним следующие шаги:
- Обозначим точки четырехугольника \(A\), \(B\), \(C\) и \(D\).
- Запишем векторы \(\vec{AC}\) и \(\vec{DB}\):
\[
\vec{AC} = \vec{C} - \vec{A}
\]
\[
\vec{DB} = \vec{B} - \vec{D}
\]
- Запишем векторы \(\vec{AV}\) и \(\vec{CD}\):
\[
\vec{AV} = \vec{V} - \vec{A}
\]
\[
\vec{CD} = \vec{D} - \vec{C}
\]
- Подставим выражения для векторов в исходное уравнение:
\[
\vec{AC} + \vec{DB} = (\vec{C} - \vec{A}) + (\vec{B} - \vec{D})
\]
\[
\vec{AV} - \vec{CD} = (\vec{V} - \vec{A}) - (\vec{D} - \vec{C})
\]
- Упростим выражения:
\[
\vec{AC} + \vec{DB} = \vec{C} - \vec{A} + \vec{B} - \vec{D}
\]
\[
\vec{AV} - \vec{CD} = \vec{V} - \vec{A} - \vec{D} + \vec{C}
\]
- Приравняем левые и правые части уравнений:
\[
\vec{C} - \vec{A} + \vec{B} - \vec{D} = \vec{V} - \vec{A} - \vec{D} + \vec{C}
\]
- Упростим полученное выражение:
\[
\vec{C} - \vec{A} + \vec{B} - \vec{D} = \vec{V} - \vec{A} - \vec{D} + \vec{C}
\]
\[
\vec{B} = \vec{V}
\]
- Таким образом, доказано, что:
\[
\vec{AC} + \vec{DB} = \vec{AV} - \vec{CD}
\]
Таким образом, мы доказали, что в четырехугольнике \(ABCD\) выполняется равенство \(\vec{AC} + \vec{DB} = \vec{AV} - \vec{CD}\).
Ответ: NaN
В параллелограмме \(АВСD\) выразите вектор \(\vec{АС}\) через векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), если:
а) \(\vec{a} = \vec{АВ}\), \(\vec{b} = \vec{ВС}\);
б) \(\vec{a} = \vec{CВ}\), \(\vec{b} = \vec{СD}\);
в) \(\vec{a} = \vec{АВ}\), \(\vec{b} = \vec{DA}\).
Решение №40601: Для решения задачи о выражении вектора \(\vec{АС}\) через векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) в параллелограмме \(АВСD\) выполним следующие шаги для каждого из случаев.
### а) \(\vec{a} = \vec{АВ}\), \(\vec{b} = \vec{ВС}\)
- Запишем вектор \(\vec{АС}\) через векторы \(\vec{АВ}\) и \(\vec{ВС}\):
\[
\vec{АС} = \vec{АВ} + \vec{ВС}
\]
- Подставим \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) в уравнение:
\[
\vec{АС} = \vec{a} + \vec{b}
\]
### б) \(\vec{a} = \vec{CВ}\), \(\vec{b} = \vec{СD}\)
- Запишем вектор \(\vec{АС}\) через векторы \(\vec{AD}\) и \(\vec{DC}\):
\[
\vec{АС} = \vec{AD} + \vec{DC}
\]
- Заметим, что \(\vec{AD} = -\vec{CD}\):
\[
\vec{АС} = -\vec{CD} + \vec{DC}
\]
- Подставим \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) в уравнение:
\[
\vec{АС} = -\vec{a} + \vec{b}
\]
### в) \(\vec{a} = \vec{АВ}\), \(\vec{b} = \vec{DA}\)
- Запишем вектор \(\vec{АС}\) через векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{BC}\):
\[
\vec{АС} = \vec{AB} + \vec{BC}
\]
- Заметим, что \(\vec{BC} = \vec{AD}\):
\[
\vec{АС} = \vec{AB} + \vec{AD}
\]
- Подставим \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) в уравнение:
\[
\vec{АС} = \vec{a} + \vec{b}
\]
Таким образом, для каждого из случаев мы выразили вектор \(\vec{АС}\) через векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\).
Ответ: а) \(\vec{а} + \vec{b}\);
б) \(-\vec{a} - \vec{b}\);
в) \(\vec{а} - \vec{b}\).
Отрезок \(BD\) - медиана треугольника \(АВС\). Выразите вектор \(\vec{BD}\) через векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), если:
а) \(\vec{a} = \vec{АD}\), \(\vec{b} = \vec{AВ}\);
б) \(\vec{a} = \vec{CВ}\), \(\vec{b} = \vec{AD}\).
Решение №40602: Для решения задачи выражения вектора \(\vec{BD}\) через векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) в двух случаях, выполним следующие шаги:
### а) \(\vec{a} = \vec{AD}\), \(\vec{b} = \vec{AВ}\)
- Запишем, что \(D\) - середина \(BC\), то есть \(\vec{D}\) - это средняя точка отрезка \(BC\).
- Выразим \(\vec{BD}\) через векторы \(\vec{AD}\) и \(\vec{AB}\):
\[
\vec{BD} = \vec{AD} - \vec{AB}
\]
- Подставим \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) вместо \(\vec{AD}\) и \(\vec{AB}\) соответственно:
\[
\vec{BD} = \vec{a} - \vec{b}
\]
### б) \(\vec{a} = \vec{CВ}\), \(\vec{b} = \vec{AD}\)
- Запишем, что \(D\) - середина \(BC\), то есть \(\vec{D}\) - это средняя точка отрезка \(BC\).
- Выразим \(\vec{BD}\) через векторы \(\vec{CD}\) и \(\vec{CB}\):
\[
\vec{BD} = \vec{CD} - \vec{CB}
\]
- Выразим \(\vec{CD}\) через \(\vec{AD}\):
\[
\vec{CD} = \vec{AD} - \vec{AC}
\]
- Выразим \(\vec{CB}\) через \(\vec{CВ}\):
\[
\vec{CB} = -\vec{CВ}
\]
- Подставим \(\vec{CD}\) и \(\vec{CB}\) в выражение для \(\vec{BD}\):
\[
\vec{BD} = (\vec{AD} - \vec{AC}) - (-\vec{CВ})
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{BD} = \vec{AD} - \vec{AC} + \vec{CВ}
\]
- Подставим \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) вместо \(\vec{CВ}\) и \(\vec{AD}\) соответственно:
\[
\vec{BD} = \vec{b} - \vec{AC} + \vec{a}
\]
- Выразим \(\vec{AC}\) через \(\vec{AD}\) и \(\vec{DC}\):
\[
\vec{AC} = \vec{AD} + \vec{DC}
\]
- Подставим \(\vec{AC}\) в выражение для \(\vec{BD}\):
\[
\vec{BD} = \vec{b} - (\vec{AD} + \vec{DC}) + \vec{a}
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{BD} = \vec{b} - \vec{AD} - \vec{DC} + \vec{a}
\]
- Так как \(D\) - середина \(BC\), то \(\vec{DC} = -\frac{1}{2} \vec{CВ}\):
\[
\vec{BD} = \vec{b} - \vec{AD} + \frac{1}{2} \vec{CВ} + \vec{a}
\]
- Подставим \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) вместо \(\vec{CВ}\) и \(\vec{AD}\) соответственно:
\[
\vec{BD} = \vec{b} - \vec{b} + \frac{1}{2} \vec{a} + \vec{a}
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{BD} = \frac{1}{2} \vec{a}
\]
Таким образом, решение задачи:
а) \(\vec{BD} = \vec{a} - \vec{b}\)
б) \(\vec{BD} = \frac{1}{2} \vec{a}\)
Ответ: а) \(\vec{а} - \vec{b}\);
б) \(-\vec{a} - \vec{b}\).
(опорная). Докажите неравенство треугольника для векторов: для любых векторов \(\vec{х}\) и \(\vec{у}\) выполняется неравенство \(|\vec{x} + \vec{y}| \leq |\vec{x}| + |\vec{y}|\).
Решение №40603: Для доказательства неравенства треугольника для векторов, которое утверждает, что для любых векторов \(\vec{x}\) и \(\vec{y}\) выполняется неравенство \(|\vec{x} + \vec{y}| \leq |\vec{x}| + |\vec{y}|\), выполним следующие шаги:
- Запишем неравенство треугольника для векторов:
\[
|\vec{x} + \vec{y}| \leq |\vec{x}| + |\vec{y}|
\]
- Возведем обе части неравенства в квадрат. Поскольку квадратная функция возрастающая для неотрицательных аргументов, неравенство сохранится:
\[
|\vec{x} + \vec{y}|^2 \leq (|\vec{x}| + |\vec{y}|)^2
\]
- Раскроем левую часть неравенства, используя определение длины вектора:
\[
(\vec{x} + \vec{y}) \cdot (\vec{x} + \vec{y}) = \vec{x} \cdot \vec{x} + 2 \vec{x} \cdot \vec{y} + \vec{y} \cdot \vec{y}
\]
- Раскроем правую часть неравенства:
\[
(|\vec{x}| + |\vec{y}|)^2 = |\vec{x}|^2 + 2|\vec{x}||\vec{y}| + |\vec{y}|^2
\]
- Теперь неравенство выглядит так:
\[
\vec{x} \cdot \vec{x} + 2 \vec{x} \cdot \vec{y} + \vec{y} \cdot \vec{y} \leq |\vec{x}|^2 + 2|\vec{x}||\vec{y}| + |\vec{y}|^2
\]
- Учитывая, что \(|\vec{x}|^2 = \vec{x} \cdot \vec{x}\) и \(|\vec{y}|^2 = \vec{y} \cdot \vec{y}\), запишем неравенство:
\[
\vec{x} \cdot \vec{x} + 2 \vec{x} \cdot \vec{y} + \vec{y} \cdot \vec{y} \leq \vec{x} \cdot \vec{x} + 2|\vec{x}||\vec{y}| + \vec{y} \cdot \vec{y}
\]
- Сократим одинаковые члены в обеих частях неравенства:
\[
2 \vec{x} \cdot \vec{y} \leq 2|\vec{x}||\vec{y}|
\]
- Разделим обе части неравенства на 2:
\[
\vec{x} \cdot \vec{y} \leq |\vec{x}||\vec{y}|
\]
- Неравенство \(\vec{x} \cdot \vec{y} \leq |\vec{x}||\vec{y}|\) истинно, поскольку скалярное произведение векторов \(\vec{x} \cdot \vec{y}\) всегда меньше или равно произведению их длин.
Таким образом, мы доказали неравенство треугольника для векторов:
\[
|\vec{x} + \vec{y}| \leq |\vec{x}| + |\vec{y}|
\]
$\boxed$
Ответ: NaN
Может ли быть равной нулевому вектору сумма трех векторов, длины которых равны:
а) 1, 2 и 9;
б) 3, 5 и 8;
в) 3, 4 и 5?
Решение №40604: Для решения задачи, могут ли быть равной нулевому вектору суммы трех векторов, длины которых равны:
а) 1, 2 и 9;
б) 3, 5 и 8;
в) 3, 4 и 5,
выполним следующие шаги:
- Обозначим векторы как \(\vec{a}\), \(\vec{b}\) и \(\vec{c}\) с длинами \(|\vec{a}|\), \(|\vec{b}|\) и \(|\vec{c}|\) соответственно. Для того чтобы сумма векторов была равна нулевому вектору, необходимо, чтобы:
\[
\vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}
\]
- Известно, что сумма трех векторов равна нулю, если они могут быть расположены таким образом, чтобы образовали замкнутый треугольник. Это означает, что длины векторов должны удовлетворять неравенству треугольника:
\[
|\vec{a}| + |\vec{b}| > |\vec{c}|
\]
\[
|\vec{a}| + |\vec{c}| > |\vec{b}|
\]
\[
|\vec{b}| + |\vec{c}| > |\vec{a}|
\]
- Проверим условия для каждого набора длин векторов:
- Длины векторов: 1, 2 и 9.
\[
1 + 2 = 3 \quad \text{и} \quad 3 < 9
\]
\[
1 + 9 = 10 \quad \text{и} \quad 10 > 2
\]
\[
2 + 9 = 11 \quad \text{и} \quad 11 > 1
\]
Неравенство \(1 + 2 < 9\) не выполняется, следовательно, сумма векторов с длинами 1, 2 и 9 не может быть равна нулевому вектору.
- Длины векторов: 3, 5 и 8.
\[
3 + 5 = 8 \quad \text{и} \quad 8 = 8
\]
\[
3 + 8 = 11 \quad \text{и} \quad 11 > 5
\]
\[
5 + 8 = 13 \quad \text{и} \quad 13 > 3
\]
Неравенство \(3 + 5 = 8\) не выполняется (должно быть строгое неравенство), следовательно, сумма векторов с длинами 3, 5 и 8 не может быть равна нулевому вектору.
- Длины векторов: 3, 4 и 5.
\[
3 + 4 = 7 \quad \text{и} \quad 7 > 5
\]
\[
3 + 5 = 8 \quad \text{и} \quad 8 > 4
\]
\[
4 + 5 = 9 \quad \text{и} \quad 9 > 3
\]
Все неравенства выполняются, следовательно, сумма векторов с длинами 3, 4 и 5 может быть равна нулевому вектору.
Таким образом, сумма трех векторов с длинами:
а) 1, 2 и 9 не может быть равна нулевому вектору;
б) 3, 5 и 8 не может быть равна нулевому вектору;
в) 3, 4 и 5 может быть равна нулевому вектору.
Ответ: в)
Ответ: а) Нет;
б) да;
в) да.
Докажите, что для любых неколлинеарных векторов \(\vec{х}\) и \(\vec{у}\) выполняется неравенство \(|\vec{x} - \vec{y}| < |\vec{x}| + |\vec{y}|\). В каком случае \(|\vec{x} - \vec{y}| = |\vec{x}| + |\vec{y}|\)? В каком случае \(|\vec{x} - \vec{y}| = |\vec{x}| - |\vec{y}|\)?
Решение №40605: Для доказательства неравенства \(|\vec{x} - \vec{y}| < |\vec{x}| + |\vec{y}|\) для любых неколлинеарных векторов \(\vec{x}\) и \(\vec{y}\) и определения случаев, когда \(|\vec{x} - \vec{y}| = |\vec{x}| + |\vec{y}|\) и \(|\vec{x} - \vec{y}| = |\vec{x}| - |\vec{y}|\), выполним следующие шаги:
- Запишем уравнение:
\[
|\vec{x} - \vec{y}| < |\vec{x}| + |\vec{y}|
\]
- Рассмотрим треугольник, образованный векторами \(\vec{x}\), \(\vec{y}\) и \(\vec{x} - \vec{y}\). Длина вектора \(\vec{x} - \vec{y}\) равна длине стороны треугольника, противоположной углу между векторами \(\vec{x}\) и \(\vec{y}\).
- По теореме о неравенстве треугольника, длина любой стороны треугольника меньше суммы длин двух других сторон. Поэтому:
\[
|\vec{x} - \vec{y}| < |\vec{x}| + |\vec{y}|
\]
- Теперь рассмотрим случай, когда \(|\vec{x} - \vec{y}| = |\vec{x}| + |\vec{y}|\). Это возможно только тогда, когда векторы \(\vec{x}\) и \(\vec{y}\) коллинеарны и противоположно направлены. В этом случае векторы лежат на одной прямой и направлены в противоположные стороны, и треугольник вырождается в отрезок.
- Рассмотрим случай, когда \(|\vec{x} - \vec{y}| = |\vec{x}| - |\vec{y}|\). Это возможно только тогда, когда векторы \(\vec{x}\) и \(\vec{y}\) коллинеарны и сонаправлены, и при этом \(|\vec{x}| > |\vec{y}|\). В этом случае векторы лежат на одной прямой и направлены в одну сторону, и треугольник также вырождается в отрезок.
Таким образом, мы доказали, что для любых неколлинеарных векторов \(\vec{x}\) и \(\vec{y}\) выполняется неравенство \(|\vec{x} - \vec{y}| < |\vec{x}| + |\vec{y}|\). Также мы определили, что \(|\vec{x} - \vec{y}| = |\vec{x}| + |\vec{y}|\) тогда и только тогда, когда векторы \(\vec{x}\) и \(\vec{y}\) коллинеарны и противоположно направлены, и \(|\vec{x} - \vec{y}| = |\vec{x}| - |\vec{y}|\) тогда и только тогда, когда векторы \(\vec{x}\) и \(\vec{y}\) коллинеарны и сонаправлены, и \(|\vec{x}| > |\vec{y}|\).
Ответ: NaN