Во сколько раз длина вектора \(-3\vec{а}\) больше длины вектора \(\vec{а}\)? Верно ли, что длина вектора \(k\vec{а}\) в \(k\) раз больше, чем длина вектора \(\vec{а}\)?
Решение №40610: Для решения задачи Во сколько раз длина вектора \(-3\vec{a}\) больше длины вектора \(\vec{a}\)? Верно ли, что длина вектора \(k\vec{a}\) в \(k\) раз больше, чем длина вектора \(\vec{a}\)? выполним следующие шаги:
- Запишем вектор \(\vec{a}\) и его длину \(|\vec{a}|\).
- Запишем вектор \(-3\vec{a}\) и его длину \(|-3\vec{a}|\).
- Используем свойство векторов: \(|k\vec{a}| = |k| \cdot |\vec{a}|\).
- Применим это свойство к вектору \(-3\vec{a}\):
\[
|-3\vec{a}| = |-3| \cdot |\vec{a}| = 3 \cdot |\vec{a}|
\]
- Сравним длины векторов:
\[
|-3\vec{a}| = 3 \cdot |\vec{a}|
\]
Это означает, что длина вектора \(-3\vec{a}\) в 3 раза больше длины вектора \(\vec{a}\).
Теперь проверим, верно ли, что длина вектора \(k\vec{a}\) в \(k\) раз больше, чем длина вектора \(\vec{a}\):
- Запишем вектор \(k\vec{a}\) и его длину \(|k\vec{a}|\).
- Используем свойство векторов: \(|k\vec{a}| = |k| \cdot |\vec{a}|\).
- Если \(k\) положительное число, то:
\[
|k\vec{a}| = k \cdot |\vec{a}|
\]
Это означает, что длина вектора \(k\vec{a}\) в \(k\) раз больше длины вектора \(\vec{a}\).
- Если \(k\) отрицательное число, то:
\[
|k\vec{a}| = |k| \cdot |\vec{a}|
\]
Это означает, что длина вектора \(k\vec{a}\) в \(|k|\) раз больше длины вектора \(\vec{a}\).
Таким образом, длина вектора \(k\vec{a}\) в \(|k|\) раз больше длины вектора \(\vec{a}\), независимо от знака \(k\).
Ответ: Длина вектора \(-3\vec{a}\) в 3 раза больше длины вектора \(\vec{a}\). Длина вектора \(k\vec{a}\) в \(|k|\) раз больше длины вектора \(\vec{a}\).
Ответ: NaN
Дан ненулевой вектор \(\vec{а}\). Определите знак числа \(k\), если:
а) векторы \(\vec{a}\) и \(k\vec{a}\) сонаправлены;
б) векторы \(-2\vec{а}\) и \(k\vec{a}\) сонаправлены;
в) векторы \(k\vec{a}\) и \($k^2$\vec{a}\) противоположно направлены.
Решение №40611: Для решения задачи определения знака числа \(k\) в зависимости от направления векторов, выполним следующие шаги:
### а) Векторы \(\vec{a}\) и \(k\vec{a}\) сонаправлены
- Векторы \(\vec{a}\) и \(k\vec{a}\) сонаправлены, если \(k > 0\).
- Действительно, если \(k > 0\), то \(k\vec{a}\) будет иметь то же направление, что и \(\vec{a}\).
### б) Векторы \(-2\vec{a}\) и \(k\vec{a}\) сонаправлены
- Векторы \(-2\vec{a}\) и \(k\vec{a}\) сонаправлены, если \(k < 0\).
- Действительно, если \(k < 0\), то \(k\vec{a}\) будет иметь противоположное направление \(\vec{a}\), что совпадает с направлением \(-2\vec{a}\).
### в) Векторы \(k\vec{a}\) и \(k^2\vec{a}\) противоположно направлены
- Векторы \(k\vec{a}\) и \(k^2\vec{a}\) противоположно направлены, если \(k < 0\).
- Действительно, если \(k < 0\), то \(k^2 > 0\), и \(k^2\vec{a}\) будет иметь то же направление, что и \(\vec{a}\).
- Таким образом, \(k\vec{a}\) будет иметь противоположное направление \(k^2\vec{a}\).
Таким образом, знак числа \(k\) в зависимости от условий задачи:
- а) \(k > 0\)
- б) \(k < 0\)
- в) \(k < 0\)
Ответ: NaN
Диагонали квадрата \(АВСD\) пересекаются в точке \(О\) (рис. 110). Найдите угол между векторами:
а) \(\vec{АС}\) и \(\vec{АD}\);
б) \(\vec{OB}\) и \(\vec{OC}\);
в) \(\vec{BС}\) и \(\vec{CD}\);
г) \(\vec{АС}\) и \(\vec{DA}\);
д) \(\vec{АO}\) и \(\vec{АC}\);
е) \(\vec{АB}\) и \(\vec{CD}\).
Решение №40612: Для решения задачи о нахождении углов между векторами в квадрате \(ABCD\), где диагонали пересекаются в точке \(O\), выполним следующие шаги:
- Рассмотрим квадрат \(ABCD\) с диагоналями, пересекающимися в точке \(O\).
- Определим угол между векторами \(\vec{AC}\) и \(\vec{AD}\):
- Вектор \(\vec{AC}\) проходит по диагонали квадрата.
- Вектор \(\vec{AD}\) проходит по стороне квадрата.
- Угол между диагональю и стороной квадрата равен \(45^\circ\).
Ответ: \(45^\circ\).
- Определим угол между векторами \(\vec{OB}\) и \(\vec{OC}\):
- Вектор \(\vec{OB}\) проходит по половине диагонали квадрата.
- Вектор \(\vec{OC}\) также проходит по половине диагонали квадрата.
- Угол между половинами диагоналей квадрата равен \(90^\circ\).
Ответ: \(90^\circ\).
- Определим угол между векторами \(\vec{BC}\) и \(\vec{CD}\):
- Вектор \(\vec{BC}\) проходит по стороне квадрата.
- Вектор \(\vec{CD}\) также проходит по стороне квадрата.
- Угол между сторонами квадрата равен \(90^\circ\).
Ответ: \(90^\circ\).
- Определим угол между векторами \(\vec{AC}\) и \(\vec{DA}\):
- Вектор \(\vec{AC}\) проходит по диагонали квадрата.
- Вектор \(\vec{DA}\) проходит по стороне квадрата в обратном направлении.
- Угол между диагональю и стороной квадрата равен \(45^\circ\).
Ответ: \(45^\circ\).
- Определим угол между векторами \(\vec{AO}\) и \(\vec{AC}\):
- Вектор \(\vec{AO}\) проходит по половине диагонали квадрата.
- Вектор \(\vec{AC}\) проходит по диагонали квадрата.
- Угол между половиной диагонали и диагональю квадрата равен \(0^\circ\).
Ответ: \(0^\circ\).
- Определим угол между векторами \(\vec{AB}\) и \(\vec{CD}\):
- Вектор \(\vec{AB}\) проходит по стороне квадрата.
- Вектор \(\vec{CD}\) проходит по стороне квадрата.
- Угол между сторонами квадрата равен \(90^\circ\).
Ответ: \(90^\circ\).
Таким образом, решения задачи о нахождении углов между векторами в квадрате \(ABCD\) следующие:
- Угол между \(\vec{AC}\) и \(\vec{AD}\): \(45^\circ\).
- Угол между \(\vec{OB}\) и \(\vec{OC}\): \(90^\circ\).
- Угол между \(\vec{BC}\) и \(\vec{CD}\): \(90^\circ\).
- Угол между \(\vec{AC}\) и \(\vec{DA}\): \(45^\circ\).
- Угол между \(\vec{AO}\) и \(\vec{AC}\): \(0^\circ\).
- Угол между \(\vec{AB}\) и \(\vec{CD}\): \(90^\circ\).
Ответ: NaN
Может ли скалярное произведение двух векторов быть равным нулевому вектору? Может ли скалярный квадрат ненулевого вектора быть равным нулю?
Решение №40613: Для решения задачи Может ли скалярное произведение двух векторов быть равным нулевому вектору? Может ли скалярный квадрат ненулевого вектора быть равным нулю? выполним следующие шаги:
- Определение скалярного произведения:
Скалярное произведение двух векторов \(\mathbf{a}\) и \(\mathbf{b}\) определяется как:
\[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = |\mathbf{a}| |\mathbf{b}| \cos \theta
\]
где \(|\mathbf{a}|\) и \(|\mathbf{b}|\) — длины векторов \(\mathbf{a}\) и \(\mathbf{b}\), а \(\theta\) — угол между ними.
- Определение скалярного квадрата вектора:
Скалярный квадрат вектора \(\mathbf{a}\) определяется как:
\[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} = |\mathbf{a}|^2
\]
- Может ли скалярное произведение быть равным нулю?
Скалярное произведение двух векторов \(\mathbf{a}\) и \(\mathbf{b}\) равно нулю, если:
\[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = 0
\]
Это возможно в двух случаях:
- Если хотя бы один из векторов является нулевым вектором.
- Если векторы перпендикулярны, то есть \(\theta = 90^\circ\), и \(\cos 90^\circ = 0\).
Таким образом, скалярное произведение двух векторов может быть равным нулю.
- Может ли скалярный квадрат ненулевого вектора быть равным нулю?
Скалярный квадрат вектора \(\mathbf{a}\) равен нулю, если:
\[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} = 0
\]
Это означает, что:
\[
|\mathbf{a}|^2 = 0
\]
Следовательно, \(|\mathbf{a}| = 0\), что означает, что вектор \(\mathbf{a}\) является нулевым вектором.
Таким образом, скалярный квадрат ненулевого вектора не может быть равным нулю.
Ответ:
- Скалярное произведение двух векторов может быть равным нулю.
- Скалярный квадрат ненулевого вектора не может быть равным нулю.
Ответ: NaN
Определите, каким является угол между неколлинеарными векторами \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) - острым, прямым или тупым, если:
а) \(\vec{a} \cdot \vec{b} < 0\);
б) \(\vec{a} \cdot \vec{b} = 0\);
в) \(\vec{a} \cdot \vec{b} > 0\).
Решение №40614: Для определения типа угла между неколлинеарными векторами \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) воспользуемся скалярным произведением векторов. Скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) определяется как:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}| \cos(\theta)
\]
где \(\theta\) — угол между векторами \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), \(|\vec{a}|\) и \(|\vec{b}|\) — их длины.
Рассмотрим каждый случай отдельно:
-
Случай а): \(\vec{a} \cdot \vec{b} < 0\)
- Скалярное произведение \(\vec{a} \cdot \vec{b}\) отрицательно:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} < 0
\]
- Это означает, что \(\cos(\theta) < 0\), так как \(|\vec{a}|\) и \(|\vec{b}|\) всегда положительны:
\[
|\vec{a}| |\vec{b}| \cos(\theta) < 0 \implies \cos(\theta) < 0
\]
- Если \(\cos(\theta) < 0\), то угол \(\theta\) тупой (больше 90°, но меньше 180°).
-
Случай б): \(\vec{a} \cdot \vec{b} = 0\)
- Скалярное произведение \(\vec{a} \cdot \vec{b}\) равно нулю:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 0
\]
- Это означает, что \(\cos(\theta) = 0\), так как \(|\vec{a}|\) и \(|\vec{b}|\) всегда положительны:
\[
|\vec{a}| |\vec{b}| \cos(\theta) = 0 \implies \cos(\theta) = 0
\]
- Если \(\cos(\theta) = 0\), то угол \(\theta\) прямой (ровно 90°).
-
Случай в): \(\vec{a} \cdot \vec{b} > 0\)
- Скалярное произведение \(\vec{a} \cdot \vec{b}\) положительно:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} > 0
\]
- Это означает, что \(\cos(\theta) > 0\), так как \(|\vec{a}|\) и \(|\vec{b}|\) всегда положительны:
\[
|\vec{a}| |\vec{b}| \cos(\theta) > 0 \implies \cos(\theta) > 0
\]
- Если \(\cos(\theta) > 0\), то угол \(\theta\) острый (меньше 90°).
Таким образом, угол между неколлинеарными векторами \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
- тупой, если \(\vec{a} \cdot \vec{b} < 0\);
- прямой, если \(\vec{a} \cdot \vec{b} = 0\);
- острый, если \(\vec{a} \cdot \vec{b} > 0\).
Ответ: NaN
Может ли скалярное произведение векторов быть равным произведению их длин? Если может, то в каком случае?
Решение №40615:
- Рассмотрим скалярное произведение двух векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\). Скалярное произведение определяется как:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}| \cos \theta
\]
где \(|\vec{a}|\) и \(|\vec{b}|\) — длины векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), а \(\theta\) — угол между ними.
- Скалярное произведение будет равно произведению их длин, если:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}|
\]
- Сравним обе части уравнения:
\[
|\vec{a}| |\vec{b}| \cos \theta = |\vec{a}| |\vec{b}|
\]
- Разделим обе части уравнения на \(|\vec{a}| |\vec{b}|\) (предполагая, что \(|\vec{a}| \neq 0\) и \(|\vec{b}| \neq 0\)):
\[
\cos \theta = 1
\]
- Угол \(\theta\), для которого \(\cos \theta = 1\), равен \(0\) радиан (или \(0\) градусов). Это означает, что векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) направлены в одну сторону (коллинеарны и сонаправлены).
- Таким образом, скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) равно произведению их длин тогда и только тогда, когда векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) коллинеарны и сонаправлены.
Ответ: Скалярное произведение векторов может быть равно произведению их длин, если векторы коллинеарны и сонаправлены.
Ответ: NaN
Начертите векторы \(\vec{a}\), \(\vec{b}\), \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) (рис. 111) в тетради.
а) Постройте векторы \(-2\vec{a}\), \(3\vec{c}\), \(0,25\vec{d}\).
б) Постройте векторы \(0,5\vec{a} + \vec{b}\), \(2\vec{c} + \vec{d}\), \(2\vec{d} + 3\vec{b}\).
в) Постройте векторы \(2\vec{c} - \vec{а}\), \(2\vec{a} - 0,5\vec{d}\), \(\fraq{1}{3}\vec{b} - \vec{d}\).
Решение №40616: Для решения задачи о построении векторов, выполним следующие шаги:
- Начертите векторы \(\vec{a}\), \(\vec{b}\), \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) в тетради согласно рисунку 111.
-
а) Постройте векторы \(-2\vec{a}\), \(3\vec{c}\), \(0,25\vec{d}\):
- \(-2\vec{a}\): Удлините вектор \(\vec{a}\) вдвое и измените его направление на противоположное.
- \(3\vec{c}\): Удлините вектор \(\vec{c}\) в три раза.
- \(0,25\vec{d}\): Укоротите вектор \(\vec{d}\) в четыре раза.
-
б) Постройте векторы \(0,5\vec{a} + \vec{b}\), \(2\vec{c} + \vec{d}\), \(2\vec{d} + 3\vec{b}\):
- \(0,5\vec{a} + \vec{b}\): Укоротите вектор \(\vec{a}\) в два раза и сложите с вектором \(\vec{b}\).
- \(2\vec{c} + \vec{d}\): Удлините вектор \(\vec{c}\) в два раза и сложите с вектором \(\vec{d}\).
- \(2\vec{d} + 3\vec{b}\): Удлините вектор \(\vec{d}\) в два раза и сложите с вектором \(\vec{b}\), удлинённым в три раза.
-
в) Постройте векторы \(2\vec{c} - \vec{a}\), \(2\vec{a} - 0,5\vec{d}\), \(\frac{1}{3}\vec{b} - \vec{d}\):
- \(2\vec{c} - \vec{a}\): Удлините вектор \(\vec{c}\) в два раза и вычтите вектор \(\vec{a}\).
- \(2\vec{a} - 0,5\vec{d}\): Удлините вектор \(\vec{a}\) в два раза и вычтите вектор \(\vec{d}\), укороченный в два раза.
- \(\frac{1}{3}\vec{b} - \vec{d}\): Укоротите вектор \(\vec{b}\) в три раза и вычтите вектор \(\vec{d}\).
Ответ: NaN
Начертите равносторонний треугольник \(АВС\).
а) Постройте угол между векторами \(\vec{СА}\) и \(\vec{AB}\). Какова его градусная мера?
б) Постройте вектор \(\vec{AV} - \fraq{1}{2}\vec{АС}\). Какой угол он образует с вектором \(\vec{ВС}\)?
в) Постройте вектор \(\vec{СО} = \fraq{1}{2}(\vec{СА} + \vec{СВ})\).
Решение №40617: Для решения задачи, связанной с равносторонним треугольником \(ABC\), выполним следующие шаги:
- Начертите равносторонний треугольник \(ABC\).
- Постройте угол между векторами \(\vec{CA}\) и \(\vec{AB}\):
- Рассмотрим вектор \(\vec{CA}\). Он направлен от вершины \(C\) к вершине \(A\).
- Рассмотрим вектор \(\vec{AB}\). Он направлен от вершины \(A\) к вершине \(B\).
- Угол между векторами \(\vec{CA}\) и \(\vec{AB}\) равен \(180^\circ - 60^\circ = 120^\circ\), так как в равностороннем треугольнике каждый угол равен \(60^\circ\).
- Постройте вектор \(\vec{AV} - \frac{1}{2}\vec{AC}\):
- Рассмотрим вектор \(\vec{AV}\). Он направлен от вершины \(A\) к вершине \(V\), где \(V\) — точка, лежащая на прямой, проходящей через \(A\) и \(C\).
- Рассмотрим вектор \(\frac{1}{2}\vec{AC}\). Он направлен от вершины \(A\) к середине отрезка \(AC\).
- Вектор \(\vec{AV} - \frac{1}{2}\vec{AC}\) направлен от вершины \(A\) к точке, которая является серединой отрезка \(AC\).
- Угол между вектором \(\vec{AV} - \frac{1}{2}\vec{AC}\) и вектором \(\vec{BC}\) равен \(90^\circ\), так как \(\vec{AV} - \frac{1}{2}\vec{AC}\) перпендикулярен \(\vec{BC}\) в равностороннем треугольнике.
- Постройте вектор \(\vec{CO} = \frac{1}{2}(\vec{CA} + \vec{CB})\):
- Рассмотрим вектор \(\vec{CA}\). Он направлен от вершины \(C\) к вершине \(A\).
- Рассмотрим вектор \(\vec{CB}\). Он направлен от вершины \(C\) к вершине \(B\).
- Вектор \(\frac{1}{2}(\vec{CA} + \vec{CB})\) направлен от вершины \(C\) к середине отрезка \(AB\), так как он представляет собой среднее арифметическое векторов \(\vec{CA}\) и \(\vec{CB}\).
- Этот вектор является радиусом описанной окружности треугольника \(ABC\), и он перпендикулярен отрезку \(AB\), так как в равностороннем треугольнике центр описанной окружности совпадает с центром тяжести.
Таким образом, мы выполнили все шаги задачи и нашли необходимые углы и вектора.
Ответ: NaN
Найдите координаты и длину вектора \(k\vec{a}\), если:
а) \(\vec{A}(6; -8), \(k = 0,5\);
б) \(\vec{a}(5; 12)\), \(k = 3\);
в) \(\vec{a}(-1; -2), \(k = -1\).
Решение №40618: Для решения задачи найдем координаты и длину вектора \(k\vec{a}\) для каждого из случаев.
### а) \(\vec{A}(6; -8), \(k = 0,5\)
- Запишем координаты вектора \(\vec{A}\): \(\vec{A}(6; -8)\).
- Найдем координаты вектора \(k\vec{A}\):
\[
k\vec{A} = k(6; -8) = 0,5(6; -8) = (0,5 \cdot 6; 0,5 \cdot -8) = (3; -4)
\]
- Найдем длину вектора \(k\vec{A}\):
\[
|k\vec{A}| = \sqrt{3^2 + (-4)^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5
\]
### б) \(\vec{a}(5; 12)\), \(k = 3\)
- Запишем координаты вектора \(\vec{a}\): \(\vec{a}(5; 12)\).
- Найдем координаты вектора \(k\vec{a}\):
\[
k\vec{a} = k(5; 12) = 3(5; 12) = (3 \cdot 5; 3 \cdot 12) = (15; 36)
\]
- Найдем длину вектора \(k\vec{a}\):
\[
|k\vec{a}| = \sqrt{15^2 + 36^2} = \sqrt{225 + 1296} = \sqrt{1521} = 39
\]
### в) \(\vec{a}(-1; -2)\), \(k = -1\)
- Запишем координаты вектора \(\vec{a}\): \(\vec{a}(-1; -2)\).
- Найдем координаты вектора \(k\vec{a}\):
\[
k\vec{a} = k(-1; -2) = -1(-1; -2) = (1; 2)
\]
- Найдем длину вектора \(k\vec{a}\):
\[
|k\vec{a}| = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{1 + 4} = \sqrt{5}
\]
Таким образом, решения для каждого из случаев:
- а) Координаты вектора \(k\vec{A}\) есть \((3; -4)\), длина вектора \(k\vec{A}\) есть \(5\).
- б) Координаты вектора \(k\vec{a}\) есть \((15; 36)\), длина вектора \(k\vec{a}\) есть \(39\).
- в) Координаты вектора \(k\vec{a}\) есть \((1; 2)\), длина вектора \(k\vec{a}\) есть \(\sqrt{5}\).
Ответ: NaN
Длина вектора \(k\vec{a}\) равна 10. Найдите \(k\), если:
а) \(\vec{a}(3; -4)\);
б) \(\vec{a}(18; 24)\).
Решение №40619: Для решения задачи Длина вектора \(k\vec{a}\) равна 10. Найдите \(k\), если: а) \(\vec{a}(3; -4)\); б) \(\vec{a}(18; 24)\) выполним следующие шаги:
### а) \(\vec{a}(3; -4)\)
- Запишем вектор \(\vec{a}\) в координатной форме:
\[
\vec{a} = (3, -4)
\]
- Найдем длину вектора \(\vec{a}\):
\[
|\vec{a}| = \sqrt{3^2 + (-4)^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5
\]
- Запишем уравнение для длины вектора \(k\vec{a}\):
\[
|k\vec{a}| = 10
\]
- Подставим длину вектора \(\vec{a}\) в уравнение:
\[
|k| \cdot 5 = 10
\]
- Решим уравнение относительно \(k\):
\[
|k| = \frac{10}{5} = 2
\]
- Учтем, что \(k\) может быть как положительным, так и отрицательным:
\[
k = \pm 2
\]
### б) \(\vec{a}(18; 24)\)
- Запишем вектор \(\vec{a}\) в координатной форме:
\[
\vec{a} = (18, 24)
\]
- Найдем длину вектора \(\vec{a}\):
\[
|\vec{a}| = \sqrt{18^2 + 24^2} = \sqrt{324 + 576} = \sqrt{900} = 30
\]
- Запишем уравнение для длины вектора \(k\vec{a}\):
\[
|k\vec{a}| = 10
\]
- Подставим длину вектора \(\vec{a}\) в уравнение:
\[
|k| \cdot 30 = 10
\]
- Решим уравнение относительно \(k\):
\[
|k| = \frac{10}{30} = \frac{1}{3}
\]
- Учтем, что \(k\) может быть как положительным, так и отрицательным:
\[
k = \pm \frac{1}{3}
\]
Таким образом, решения задачи:
- а) \(k = \pm 2\)
- б) \(k = \pm \frac{1}{3}\)
Ответ: а) -2 или 2;
б) \(-\fraq{1}{2}\) или \(\fraq{1}{3}\).
Найдите координаты вектора \(\vec{b}\), если:
а) \(\vec{b} = k\vec{a}\), \(k = -2\), \(\vec{а}(-0,5; 3)\);
б) \(\vec{a} = k\vec{a}\), \(k = \fraq{1}{3}\), \(\vec{а}(-6; -9)\).
Решение №40620: Для решения задачи найдем координаты вектора \(\vec{b}\) в двух случаях: а) и б).
### а) \(\vec{b} = k\vec{a}\), \(k = -2\), \(\vec{а}(-0,5; 3)\)
- Запишем вектор \(\vec{a}\):
\[
\vec{a} = (-0,5; 3)
\]
- Запишем уравнение для вектора \(\vec{b}\):
\[
\vec{b} = k\vec{a}
\]
- Подставим значения \(k\) и \(\vec{a}\):
\[
\vec{b} = -2 \cdot (-0,5; 3)
\]
- Произведем умножение каждой координаты вектора \(\vec{a}\) на \(k\):
\[
\vec{b} = (-2 \cdot -0,5; -2 \cdot 3)
\]
- Выполним умножение:
\[
\vec{b} = (1; -6)
\]
Таким образом, координаты вектора \(\vec{b}\) равны \((1; -6)\).
### б) \(\vec{a} = k\vec{a}\), \(k = \frac{1}{3}\), \(\vec{а}(-6; -9)\)
- Запишем вектор \(\vec{a}\):
\[
\vec{a} = (-6; -9)
\]
- Запишем уравнение для вектора \(\vec{b}\):
\[
\vec{b} = k\vec{a}
\]
- Подставим значения \(k\) и \(\vec{a}\):
\[
\vec{b} = \frac{1}{3} \cdot (-6; -9)
\]
- Произведем умножение каждой координаты вектора \(\vec{a}\) на \(k\):
\[
\vec{b} = \left(\frac{1}{3} \cdot -6; \frac{1}{3} \cdot -9\right)
\]
- Выполним умножение:
\[
\vec{b} = (-2; -3)
\]
Таким образом, координаты вектора \(\vec{b}\) равны \((-2; -3)\).
Ответ: а) \(\vec{b}(1; -6)\);
б) \(\vec{b}(-18; -27)\).
Докажите, что для любого вектора \(\vec{a}\) выполняется равенство \((-1) \cdot \vec{а} = -\vec{а}\).
Решение №40621: Для доказательства равенства \((-1) \cdot \vec{a} = -\vec{a}\) для любого вектора \(\vec{a}\), выполним следующие шаги:
- Рассмотрим произвольный вектор \(\vec{a}\).
- По определению умножения вектора на скаляр, если \(\vec{a} = \begin{pmatrix} a_1 \\ a_2 \end{pmatrix}\), то \((-1) \cdot \vec{a}\) определяется как:
\[
(-1) \cdot \vec{a} = (-1) \cdot \begin{pmatrix} a_1 \\ a_2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -a_1 \\ -a_2 \end{pmatrix}
\]
- С другой стороны, определение противоположного вектора \(-\vec{a}\) таково, что:
\[
-\vec{a} = -\begin{pmatrix} a_1 \\ a_2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -a_1 \\ -a_2 \end{pmatrix}
\]
- Таким образом, мы видим, что:
\[
(-1) \cdot \vec{a} = \begin{pmatrix} -a_1 \\ -a_2 \end{pmatrix} = -\vec{a}
\]
- Следовательно, для любого вектора \(\vec{a}\) выполняется равенство:
\[
(-1) \cdot \vec{a} = -\vec{a}
\]
Таким образом, мы доказали, что для любого вектора \(\vec{a}\) выполняется равенство \((-1) \cdot \vec{a} = -\vec{a}\).
Ответ: NaN
На рис. 112 \(АВ = ВС = СВ = DЕ\). Выразите через вектор \(\vec{a} = \vec{АВ}\) векторы \(\vec{АЕ}\), \(\vec{BЕ}\), \(\vec{ЕD}\), \(\vec{CA}\).
Решение №40622: Для решения задачи, в которой \(АВ = ВС = СВ = DЕ\), и необходимо выразить векторы \(\vec{АЕ}\), \(\vec{BЕ}\), \(\vec{ЕD}\), \(\vec{CA}\) через вектор \(\vec{a} = \vec{АВ}\), выполним следующие шаги:
- Определим вектор \(\vec{АВ}\):
\[
\vec{АВ} = \vec{a}
\]
- Определим вектор \(\vec{ВС}\):
\[
\vec{ВС} = \vec{a}
\]
- Определим вектор \(\vec{СВ}\):
\[
\vec{СВ} = -\vec{a}
\]
- Определим вектор \(\vec{DЕ}\):
\[
\vec{DЕ} = \vec{a}
\]
- Выразим вектор \(\vec{АЕ}\):
\[
\vec{АЕ} = \vec{АВ} + \vec{ВС} + \vec{СВ} + \vec{DЕ} = \vec{a} + \vec{a} - \vec{a} + \vec{a} = 2\vec{a}
\]
- Выразим вектор \(\vec{BЕ}\):
\[
\vec{BЕ} = \vec{ВС} + \vec{СВ} + \vec{DЕ} = \vec{a} - \vec{a} + \vec{a} = \vec{a}
\]
- Выразим вектор \(\vec{ЕD}\):
\[
\vec{ЕD} = -\vec{DЕ} = -\vec{a}
\]
- Выразим вектор \(\vec{CA}\):
\[
\vec{CA} = -\vec{АВ} = -\vec{a}
\]
Таким образом, векторы выражены следующим образом:
\[
\vec{АЕ} = 2\vec{a}
\]
\[
\vec{BЕ} = \vec{a}
\]
\[
\vec{ЕD} = -\vec{a}
\]
\[
\vec{CA} = -\vec{a}
\]
Ответ:
\[
\vec{АЕ} = 2\vec{a}, \quad \vec{BЕ} = \vec{a}, \quad \vec{ЕD} = -\vec{a}, \quad \vec{CA} = -\vec{a}
\]
Ответ: NaN
Точка \(М\) - середина отрезка \(АВ\). Найдите координаты векторов \(\vec{АB}\) и \(\vec{BM}\), если \(\vec{AM}(2; -3)\).
Решение №40623: Для решения задачи найдем координаты векторов \(\vec{AB}\) и \(\vec{BM}\), зная, что точка \(M\) является серединой отрезка \(AB\) и \(\vec{AM} = (2, -3)\).
- Запишем координаты вектора \(\vec{AM}\):
\[
\vec{AM} = (2, -3)
\]
- Поскольку точка \(M\) является серединой отрезка \(AB\), вектор \(\vec{MB}\) равен вектору \(\vec{MA}\). Следовательно, \(\vec{MB} = -\vec{AM}\):
\[
\vec{MB} = -(2, -3) = (-2, 3)
\]
- Вектор \(\vec{AB}\) равен сумме векторов \(\vec{AM}\) и \(\vec{MB}\):
\[
\vec{AB} = \vec{AM} + \vec{MB} = (2, -3) + (-2, 3)
\]
- Сложим координаты векторов:
\[
\vec{AB} = (2 + (-2), -3 + 3) = (0, 0)
\]
- Таким образом, координаты вектора \(\vec{AB}\) равны \((0, 0)\).
Таким образом, координаты векторов \(\vec{AB}\) и \(\vec{BM}\) следующие:
\[
\vec{AB} = (0, 0)
\]
\[
\vec{BM} = (-2, 3)
\]
Ответ:
\[
\vec{AB} = (0, 0), \quad \vec{BM} = (-2, 3)
\]
Ответ: \(\vec{АВ}(4; -6)\), \(\vec{ВМ}(-2; 3)\).
Среди векторов \(\vec{а}(-2; 3)\), \(\vec{b}(8; 18)\), \(\vec{с}(-4; -9)\) и \(\vec{d}(-4; 6)\) выберите пары коллинеарных векторов. Какие из данных векторов сонаправлены, а какие - противоположно направлены?
Решение №40624: Для решения задачи о нахождении коллинеарных векторов и определения их направленности, выполним следующие шаги:
- Запишем координаты векторов:
\[
\vec{a}(-2; 3), \quad \vec{b}(8; 18), \quad \vec{c}(-4; -9), \quad \vec{d}(-4; 6)
\]
- Для проверки коллинеарности векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) проверим пропорциональность их координат:
\[
\frac{-2}{8} = \frac{3}{18}
\]
Упростим дроби:
\[
\frac{-2}{8} = -\frac{1}{4}, \quad \frac{3}{18} = \frac{1}{6}
\]
Поскольку \(\frac{-1}{4} \neq \frac{1}{6}\), векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) не коллинеарны.
- Для проверки коллинеарности векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{c}\) проверим пропорциональность их координат:
\[
\frac{-2}{-4} = \frac{3}{-9}
\]
Упростим дроби:
\[
\frac{-2}{-4} = \frac{1}{2}, \quad \frac{3}{-9} = -\frac{1}{3}
\]
Поскольку \(\frac{1}{2} \neq -\frac{1}{3}\), векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{c}\) не коллинеарны.
- Для проверки коллинеарности векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{d}\) проверим пропорциональность их координат:
\[
\frac{-2}{-4} = \frac{3}{6}
\]
Упростим дроби:
\[
\frac{-2}{-4} = \frac{1}{2}, \quad \frac{3}{6} = \frac{1}{2}
\]
Поскольку \(\frac{1}{2} = \frac{1}{2}\), векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{d}\) коллинеарны.
- Для проверки коллинеарности векторов \(\vec{b}\) и \(\vec{c}\) проверим пропорциональность их координат:
\[
\frac{8}{-4} = \frac{18}{-9}
\]
Упростим дроби:
\[
\frac{8}{-4} = -2, \quad \frac{18}{-9} = -2
\]
Поскольку \(-2 = -2\), векторы \(\vec{b}\) и \(\vec{c}\) коллинеарны.
- Для проверки коллинеарности векторов \(\vec{b}\) и \(\vec{d}\) проверим пропорциональность их координат:
\[
\frac{8}{-4} = \frac{18}{6}
\]
Упростим дроби:
\[
\frac{8}{-4} = -2, \quad \frac{18}{6} = 3
\]
Поскольку \(-2 \neq 3\), векторы \(\vec{b}\) и \(\vec{d}\) не коллинеарны.
- Для проверки коллинеарности векторов \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) проверим пропорциональность их координат:
\[
\frac{-4}{-4} = \frac{-9}{6}
\]
Упростим дроби:
\[
\frac{-4}{-4} = 1, \quad \frac{-9}{6} = -\frac{3}{2}
\]
Поскольку \(1 \neq -\frac{3}{2}\), векторы \(\vec{c}\) и \(\vec{d}\) не коллинеарны.
- Определим направленность коллинеарных векторов:
- Векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{d}\) коллинеарны с коэффициентом пропорциональности \(\frac{1}{2}\). Поскольку коэффициент положительный, векторы сонаправлены.
- Векторы \(\vec{b}\) и \(\vec{c}\) коллинеарны с коэффициентом пропорциональности \(-2\). Поскольку коэффициент отрицательный, векторы противоположно направлены.
Таким образом, коллинеарные пары векторов: \(\vec{a}\) и \(\vec{d}\) (сонаправлены), \(\vec{b}\) и \(\vec{c}\) (противоположно направлены).
Ответ: NaN
Векторы \(\vec{a}(14; -8)\) и \(\vec{b}(-7; х)\) коллинеарны. Найдите \(x\). Сонаправлены ли данные векторы?
Решение №40625: Для решения задачи о коллинеарности векторов \(\vec{a}(14; -8)\) и \(\vec{b}(-7; x)\) выполним следующие шаги:
- Запишем векторы:
\[
\vec{a} = (14, -8)
\]
\[
\vec{b} = (-7, x)
\]
- Векторы коллинеарны, если их координаты пропорциональны. Это означает, что существует скаляр \(k\) такой, что:
\[
\vec{a} = k \cdot \vec{b}
\]
Запишем это условие в виде системы уравнений:
\[
14 = k \cdot (-7)
\]
\[
-8 = k \cdot x
\]
- Решим первое уравнение для \(k\):
\[
14 = -7k
\]
\[
k = -2
\]
- Подставим \(k\) во второе уравнение:
\[
-8 = -2x
\]
\[
x = 4
\]
- Теперь проверим, сонаправлены ли векторы. Векторы сонаправлены, если \(k > 0\), и противоположно направлены, если \(k < 0\).
\[
k = -2
\]
Поскольку \(k < 0\), векторы противоположно направлены.
Таким образом, \(x = 4\), и векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) противоположно направлены.
Ответ: \(x = 4\), векторы противоположно направлены.
Ответ: 4; нет.
Найдите скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), если:
а) \(\vec{a}(7; -4)\), \(\vec{b}(2; 3)\);
б) \(|\vec{a}| = 4\), \(|\vec{b}| = 5\sqrt{3}\), \(\angle(\vec{a}, \vec{b}) = 30^\circ\).
Решение №40626: ### а) Найдите скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), если \(\vec{a}(7; -4)\), \(\vec{b}(2; 3)\).
- Запишем координаты векторов:
\[
\vec{a} = (7, -4), \quad \vec{b} = (2, 3)
\]
- Используем формулу скалярного произведения векторов:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = a_1 b_1 + a_2 b_2
\]
- Подставим координаты векторов в формулу:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = 7 \cdot 2 + (-4) \cdot 3
\]
- Выполним умножение:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = 14 - 12
\]
- Выполним вычитание:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = 2
\]
Таким образом, скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) равно 2.
Ответ: 2
### б) Найдите скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), если \(|\vec{a}| = 4\), \(|\vec{b}| = 5\sqrt{3}\), \(\angle(\vec{a}, \vec{b}) = 30^\circ\).
- Запишем данные:
\[
|\vec{a}| = 4, \quad |\vec{b}| = 5\sqrt{3}, \quad \angle(\vec{a}, \vec{b}) = 30^\circ
\]
- Используем формулу скалярного произведения векторов через их модули и угол между ними:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = |\vec{a}| \cdot |\vec{b}| \cdot \cos \theta
\]
- Подставим данные в формулу:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = 4 \cdot 5\sqrt{3} \cdot \cos 30^\circ
\]
- Найдем значение \(\cos 30^\circ\):
\[
\cos 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}
\]
- Подставим значение \(\cos 30^\circ\) в формулу:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = 4 \cdot 5\sqrt{3} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}
\]
- Упростим выражение:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = 4 \cdot 5 \cdot \frac{3}{2}
\]
- Выполним умножение:
\[
(\vec{a}, \vec{b}) = 4 \cdot 5 \cdot 1.5 = 30
\]
Таким образом, скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) равно 30.
Ответ: 30
Ответ: а) 2; б) 30.
Сторона квадрата \(АВСD\) равна 1. Найдите скалярное произведение векторов:
а) \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АD}\);
б) \(\vec{АC}\) и \(\vec{АD}\).
Решение №40627: Для решения задачи о скалярном произведении векторов в квадрате \(ABCD\) с длиной стороны 1, выполним следующие шаги:
### а) Скалярное произведение векторов \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АD}\)
- Установим систему координат таким образом, чтобы точка \(A\) была в начале координат \((0, 0)\).
- Определим координаты точек:
\begin{itemize}
- \(B (1, 0)\)
- \(C (1, 1)\)
- \(D (0, 1)\)
- Найдем координаты векторов:
\begin{itemize}
- \(\vec{АВ} = (1, 0)\)
- \(\vec{АD} = (0, 1)\)
- Вычислим скалярное произведение векторов \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АD}\):
\[
\vec{АВ} \cdot \vec{АD} = (1, 0) \cdot (0, 1) = 1 \cdot 0 + 0 \cdot 1 = 0
\]
### б) Скалярное произведение векторов \(\vec{АC}\) и \(\vec{АD}\)
- Установим систему координат таким образом, чтобы точка \(A\) была в начале координат \((0, 0)\).
- Определим координаты точек:
\begin{itemize}
- \(B (1, 0)\)
- \(C (1, 1)\)
- \(D (0, 1)\)
- Найдем координаты векторов:
\begin{itemize}
- \(\vec{АC} = (1, 1)\)
- \(\vec{АD} = (0, 1)\)
- Вычислим скалярное произведение векторов \(\vec{АC}\) и \(\vec{АD}\):
\[
\vec{АC} \cdot \vec{АD} = (1, 1) \cdot (0, 1) = 1 \cdot 0 + 1 \cdot 1 = 1
\]
Таким образом, скалярное произведение векторов:
а) \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АD}\) равно 0.
б) \(\vec{АC}\) и \(\vec{АD}\) равно 1.
Ответ: а) 0; б) 1.
Найдите скалярное произведение векторов:
а) \(\vec{a}(0; 4)\) и \(vec{b}(6; -2)\);
б) \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), если \(|\vec{a}| = |\vec{b}| = 2\), \(\angle (\vec{a}, \vec{b}) = 120^\circ\);
в) \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АС}\), если треугольник \(АВС\) равносторонний со стороной 6.
Решение №40628: Для решения задачи о нахождении скалярного произведения векторов, выполним следующие шаги:
### а) \(\vec{a}(0; 4)\) и \(\vec{b}(6; -2)\)
- Запишем векторы:
\[
\vec{a} = (0, 4), \quad \vec{b} = (6, -2)
\]
- Используем формулу скалярного произведения векторов:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = a_1 b_1 + a_2 b_2
\]
- Подставим координаты векторов в формулу:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 0 \cdot 6 + 4 \cdot (-2)
\]
- Выполним умножение:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 0 + (-8) = -8
\]
Таким образом, скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) равно \(-8\).
### б) \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), если \(|\vec{a}| = |\vec{b}| = 2\), \(\angle (\vec{a}, \vec{b}) = 120^\circ\)
- Запишем условие задачи:
\[
|\vec{a}| = 2, \quad |\vec{b}| = 2, \quad \angle (\vec{a}, \vec{b}) = 120^\circ
\]
- Используем формулу скалярного произведения векторов через угол между ними:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| \cdot |\vec{b}| \cdot \cos(\theta)
\]
- Подставим значения модулей векторов и угла:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 2 \cdot 2 \cdot \cos(120^\circ)
\]
- Вычислим косинус угла \(120^\circ\):
\[
\cos(120^\circ) = -\frac{1}{2}
\]
- Подставим значение косинуса в формулу:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 2 \cdot 2 \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) = -2
\]
Таким образом, скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) равно \(-2\).
### в) \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АС}\), если треугольник \(АВС\) равносторонний со стороной 6
- Запишем условие задачи:
\[
\text{Треугольник } ABC \text{ равносторонний со стороной } 6
\]
- Определим длины векторов \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АС}\):
\[
|\vec{АВ}| = 6, \quad |\vec{АС}| = 6
\]
- Определим угол между векторами \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АС}\):
\[
\angle (\vec{АВ}, \vec{АС}) = 60^\circ
\]
- Используем формулу скалярного произведения векторов через угол между ними:
\[
\vec{АВ} \cdot \vec{АС} = |\vec{АВ}| \cdot |\vec{АС}| \cdot \cos(\theta)
\]
- Подставим значения модулей векторов и угла:
\[
\vec{АВ} \cdot \vec{АС} = 6 \cdot 6 \cdot \cos(60^\circ)
\]
- Вычислим косинус угла \(60^\circ\):
\[
\cos(60^\circ) = \frac{1}{2}
\]
- Подставим значение косинуса в формулу:
\[
\vec{АВ} \cdot \vec{АС} = 6 \cdot 6 \cdot \frac{1}{2} = 18
\]
Таким образом, скалярное произведение векторов \(\vec{АВ}\) и \(\vec{АС}\) равно \(18\).
Ответ: а) -8; б) -2; в) 18.
Найдите угол между векторами:
а) \(\vec{a}(2; -1)\) и \(\vec{b}(-4; -8)\);
б) \(\vec{a}(2; 1)\) и \(\vec{b}(1; 3)\).
Решение №40629: Для нахождения угла между двумя векторами \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) используется формула косинуса угла между векторами:
\[
\cos \phi = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| |\vec{b}|}
\]
где \(\vec{a} \cdot \vec{b}\) — скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\), \(|\vec{a}|\) и \(|\vec{b}|\) — модули векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) соответственно.
### а) \(\vec{a}(2; -1)\) и \(\vec{b}(-4; -8)\)
- Найдем скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 2 \cdot (-4) + (-1) \cdot (-8) = -8 + 8 = 0
\]
- Найдем модуль вектора \(\vec{a}\):
\[
|\vec{a}| = \sqrt{2^2 + (-1)^2} = \sqrt{4 + 1} = \sqrt{5}
\]
- Найдем модуль вектора \(\vec{b}\):
\[
|\vec{b}| = \sqrt{(-4)^2 + (-8)^2} = \sqrt{16 + 64} = \sqrt{80} = 4\sqrt{5}
\]
- Найдем косинус угла между векторами:
\[
\cos \phi = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| |\vec{b}|} = \frac{0}{\sqrt{5} \cdot 4\sqrt{5}} = \frac{0}{20} = 0
\]
- Найдем угол \(\phi\):
\[
\phi = \arccos(0) = 90^\circ
\]
Таким образом, угол между векторами \(\vec{a}(2; -1)\) и \(\vec{b}(-4; -8)\) равен \(90^\circ\).
### б) \(\vec{a}(2; 1)\) и \(\vec{b}(1; 3)\)
- Найдем скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 2 \cdot 1 + 1 \cdot 3 = 2 + 3 = 5
\]
- Найдем модуль вектора \(\vec{a}\):
\[
|\vec{a}| = \sqrt{2^2 + 1^2} = \sqrt{4 + 1} = \sqrt{5}
\]
- Найдем модуль вектора \(\vec{b}\):
\[
|\vec{b}| = \sqrt{1^2 + 3^2} = \sqrt{1 + 9} = \sqrt{10}
\]
- Найдем косинус угла между векторами:
\[
\cos \phi = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| |\vec{b}|} = \frac{5}{\sqrt{5} \cdot \sqrt{10}} = \frac{5}{\sqrt{50}} = \frac{5}{5\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}
\]
- Найдем угол \(\phi\):
\[
\phi = \arccos\left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right) = 45^\circ
\]
Таким образом, угол между векторами \(\vec{a}(2; 1)\) и \(\vec{b}(1; 3)\) равен \(45^\circ\).
Ответ: а) \(90^\circ\); б) \(45^\circ\).
Докажите, что ненулевые векторы \(\vec{a}(х; у)\) и \(\vec{b}(у; -х)\) перпендикулярны.
Решение №40630: Для доказательства того, что ненулевые векторы \(\vec{a}(x; y)\) и \(\vec{b}(y; -x)\) перпендикулярны, выполним следующие шаги:
- Запишем векторы:
\[
\vec{a} = (x, y)
\]
\[
\vec{b} = (y, -x)
\]
- Вспомним условие перпендикулярности векторов: два вектора перпендикулярны, если их скалярное произведение равно нулю. Скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) определяется как:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = x \cdot y + y \cdot (-x)
\]
- Вычислим скалярное произведение:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = xy + y(-x)
\]
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = xy - xy
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 0
\]
- Так как скалярное произведение векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) равно нулю, векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) перпендикулярны.
Таким образом, доказано, что ненулевые векторы \(\vec{a}(x; y)\) и \(\vec{b}(y; -x)\) перпендикулярны.
Ответ: NaN
При каком значении \(х\) векторы \(\vec{a}(х; 4)\) и \(\vec{b}(-2; 3)\) перпендикулярны?
Решение №40631: Для решения задачи о нахождении значения \(x\), при котором векторы \(\vec{a}(x; 4)\) и \(\vec{b}(-2; 3)\) перпендикулярны, выполним следующие шаги:
- Запишем условие перпендикулярности векторов:
Для перпендикулярных векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) их скалярное произведение равно нулю:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 0
\]
- Вычислим скалярное произведение векторов \(\vec{a}(x; 4)\) и \(\vec{b}(-2; 3)\):
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = x \cdot (-2) + 4 \cdot 3
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = -2x + 12
\]
- Приравняем скалярное произведение к нулю:
\[
-2x + 12 = 0
\]
- Решим уравнение относительно \(x\):
\[
-2x + 12 = 0
\]
\[
-2x = -12
\]
\[
x = 6
\]
Таким образом, значение \(x\), при котором векторы \(\vec{a}(x; 4)\) и \(\vec{b}(-2; 3)\) перпендикулярны, есть \(x = 6\).
Ответ: 6
Ответ: 6.
Даны векторы \(\vec{a}(3; -1)\) и \(\vec{b}(-4; 10)\). Найдите координаты и длину вектора \(\vec{c}\), если:
а) \(\vec{c} = 2\vec{а} + 0,5\vec{b}\);
б) \(\vec{c} = 3\vec{a} - \vec{b}\).
Решение №40632: Для решения задачи найдем координаты и длину вектора \(\vec{c}\) в двух случаях: а) \(\vec{c} = 2\vec{a} + 0.5\vec{b}\) и б) \(\vec{c} = 3\vec{a} - \vec{b}\).
### а) \(\vec{c} = 2\vec{a} + 0.5\vec{b}\)
- Даны векторы \(\vec{a}(3; -1)\) и \(\vec{b}(-4; 10)\).
- Найдем координаты вектора \(\vec{c}\):
\[
\vec{c} = 2\vec{a} + 0.5\vec{b}
\]
- Подставим координаты векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{c} = 2(3; -1) + 0.5(-4; 10)
\]
- Выполним умножение:
\[
\vec{c} = (6; -2) + (-2; 5)
\]
- Сложим координаты:
\[
\vec{c} = (6 - 2; -2 + 5) = (4; 3)
\]
- Найдем длину вектора \(\vec{c}\):
\[
|\vec{c}| = \sqrt{4^2 + 3^2} = \sqrt{16 + 9} = \sqrt{25} = 5
\]
### б) \(\vec{c} = 3\vec{a} - \vec{b}\)
- Даны векторы \(\vec{a}(3; -1)\) и \(\vec{b}(-4; 10)\).
- Найдем координаты вектора \(\vec{c}\):
\[
\vec{c} = 3\vec{a} - \vec{b}
\]
- Подставим координаты векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{c} = 3(3; -1) - (-4; 10)
\]
- Выполним умножение:
\[
\vec{c} = (9; -3) - (-4; 10)
\]
- Выполним вычитание:
\[
\vec{c} = (9 + 4; -3 - 10) = (13; -13)
\]
- Найдем длину вектора \(\vec{c}\):
\[
|\vec{c}| = \sqrt{13^2 + (-13)^2} = \sqrt{169 + 169} = \sqrt{338} = 13\sqrt{2}
\]
Таким образом, координаты и длины векторов \(\vec{c}\) в двух случаях:
а) \(\vec{c} = (4; 3)\), \(|\vec{c}| = 5\)
б) \(\vec{c} = (13; -13)\), \(|\vec{c}| = 13\sqrt{2}\)
Ответ: а) \(\vec{с}(4;3)\), \(|\vec{c}| = 5\);
б) \(\vec{с}(13; -13)\), \(|\vec{c}| = 13\sqrt{2}\).
Даны векторы \(\vec{a}(0; -3)\), \(\vec{b}(-2; 1)\), \(\vec{c} = k\vec{a} + 2\vec{b}\). Найдите \(k\), если \(\vec{c}(-4; 11)\).
Решение №40633: Для решения задачи найдем \(k\) таким образом, чтобы вектор \(\vec{c}\) был равен \(\vec{c}(-4; 11)\).
- Запишем векторы \(\vec{a}\), \(\vec{b}\) и \(\vec{c}\):
\[
\vec{a} = (0, -3)
\]
\[
\vec{b} = (-2, 1)
\]
\[
\vec{c} = (-4, 11)
\]
- Выразим \(\vec{c}\) через \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\):
\[
\vec{c} = k\vec{a} + 2\vec{b}
\]
- Подставим координаты векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) в выражение для \(\vec{c}\):
\[
\vec{c} = k(0, -3) + 2(-2, 1)
\]
\[
\vec{c} = (0 \cdot k, -3 \cdot k) + (2 \cdot -2, 2 \cdot 1)
\]
\[
\vec{c} = (0, -3k) + (-4, 2)
\]
\[
\vec{c} = (0 - 4, -3k + 2)
\]
\[
\vec{c} = (-4, -3k + 2)
\]
- Приравняем координаты вектора \(\vec{c}\) к заданным значениям:
\[
(-4, -3k + 2) = (-4, 11)
\]
- Решим систему уравнений:
\[
-4 = -4
\]
\[
-3k + 2 = 11
\]
- Решим уравнение для \(k\):
\[
-3k + 2 = 11
\]
\[
-3k = 11 - 2
\]
\[
-3k = 9
\]
\[
k = \frac{9}{-3}
\]
\[
k = -3
\]
Таким образом, решение задачи есть \(k = -3\).
Ответ: \(k = -3\)
Ответ: -3.
(опорная). Если отрезок \(ВМ\) - медиана треугольника \(АВС\), то \(\vec{BM} = \fraq{1}{2}(\vec{ВА} + \vec{ВС})\). Докажите.
Решение №40634: Для доказательства того, что если отрезок \(VM\) — медиана треугольника \(ABC\), то \(\vec{BM} = \frac{1}{2}(\vec{BA} + \vec{BC})\), выполним следующие шаги:
- Определим точку \(M\) как середину стороны \(AC\) треугольника \(ABC\).
- Запишем вектор \(\vec{BM}\) как вектор от точки \(B\) до точки \(M\).
- Используем определение медианы: медиана делит противоположную сторону на две равные части. Таким образом, точка \(M\) делит отрезок \(AC\) на две равные части.
- Выразим вектор \(\vec{BM}\) через векторы \(\vec{BA}\) и \(\vec{BC}\):
\[
\vec{BM} = \vec{B} + \frac{1}{2}(\vec{A} + \vec{C})
\]
- Представим векторы \(\vec{A}\) и \(\vec{C}\) через векторы \(\vec{BA}\) и \(\vec{BC}\):
\[
\vec{A} = \vec{B} + \vec{BA}, \quad \vec{C} = \vec{B} + \vec{BC}
\]
- Подставим эти выражения в формулу для \(\vec{BM}\):
\[
\vec{BM} = \vec{B} + \frac{1}{2}(\vec{B} + \vec{BA} + \vec{B} + \vec{BC})
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{BM} = \vec{B} + \frac{1}{2}(2\vec{B} + \vec{BA} + \vec{BC})
\]
- Вынесем \(\vec{B}\) за скобки:
\[
\vec{BM} = \vec{B} + \vec{B} + \frac{1}{2}(\vec{BA} + \vec{BC})
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{BM} = \frac{1}{2}(\vec{BA} + \vec{BC})
\]
Таким образом, мы доказали, что \(\vec{BM} = \frac{1}{2}(\vec{BA} + \vec{BC})\).
Ответ: \(\vec{BM} = \frac{1}{2}(\vec{BA} + \vec{BC})\).
Ответ: NaN
(опорная). Если точки \(М\) и \(N\) - середины отрезков \(АВ\) и \(СD\), то \(\vec{MN} = \fraq{1}{2}(\vec{AD} + \vec{ВС})\). Докажите.
Решение №40635: Для доказательства утверждения, что если точки \(M\) и \(N\) - середины отрезков \(AB\) и \(CD\) соответственно, то \(\vec{MN} = \frac{1}{2}(\vec{AD} + \vec{BC})\), выполним следующие шаги:
- Определим векторы \(\vec{MN}\), \(\vec{AD}\) и \(\vec{BC}\):
\[
\vec{MN} = \vec{N} - \vec{M}
\]
\[
\vec{AD} = \vec{D} - \vec{A}
\]
\[
\vec{BC} = \vec{C} - \vec{B}
\]
- Так как \(M\) и \(N\) являются серединами отрезков \(AB\) и \(CD\) соответственно, то:
\[
\vec{M} = \frac{\vec{A} + \vec{B}}{2}
\]
\[
\vec{N} = \frac{\vec{C} + \vec{D}}{2}
\]
- Подставим выражения для \(\vec{M}\) и \(\vec{N}\) в выражение для \(\vec{MN}\):
\[
\vec{MN} = \vec{N} - \vec{M} = \frac{\vec{C} + \vec{D}}{2} - \frac{\vec{A} + \vec{B}}{2}
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{MN} = \frac{\vec{C} + \vec{D} - \vec{A} - \vec{B}}{2}
\]
- Представим \(\vec{C} + \vec{D} - \vec{A} - \vec{B}\) через векторы \(\vec{AD}\) и \(\vec{BC}\):
\[
\vec{C} + \vec{D} - \vec{A} - \vec{B} = (\vec{D} - \vec{A}) + (\vec{C} - \vec{B}) = \vec{AD} + \vec{BC}
\]
- Подставим это в выражение для \(\vec{MN}\):
\[
\vec{MN} = \frac{\vec{AD} + \vec{BC}}{2}
\]
Таким образом, мы доказали, что \(\vec{MN} = \frac{1}{2}(\vec{AD} + \vec{BC})\).
Ответ: \(\vec{MN} = \frac{1}{2}(\vec{AD} + \vec{BC})\).
Ответ: NaN
Отрезок \(ВМ\) - медиана треугольника \(АВС\). Выразите через векторы \(\vec{a} = \vec{АС}\) и \(\vec{b} = \vec{ВМ}\) векторы \(\vec{АВ}\) и \(\vec{СВ}\).
Решение №40636: Для решения задачи выражения векторов \(\vec{AV}\) и \(\vec{CV}\) через векторы \(\vec{a} = \vec{AC}\) и \(\vec{b} = \vec{BM}\), где \(BM\) - медиана треугольника \(ABC\), выполним следующие шаги:
- Запишем исходные векторы:
\[
\vec{a} = \vec{AC}, \quad \vec{b} = \vec{BM}
\]
- Выразим вектор \(\vec{AV}\) через векторы \(\vec{AC}\) и \(\vec{CV}\):
\[
\vec{AV} = \vec{AC} + \vec{CV}
\]
- Выразим вектор \(\vec{BV}\) через вектор \(\vec{BM}\):
\[
\vec{BV} = \vec{BM} + \vec{MV}
\]
- Поскольку \(M\) - середина \(AC\), вектор \(\vec{AM}\) равен:
\[
\vec{AM} = \frac{1}{2} \vec{AC} = \frac{1}{2} \vec{a}
\]
- Выразим вектор \(\vec{AV}\) через \(\vec{AM}\) и \(\vec{MV}\):
\[
\vec{AV} = \vec{AM} + \vec{MV} = \frac{1}{2} \vec{a} + \vec{MV}
\]
- Поскольку \(M\) - середина \(AC\), вектор \(\vec{MC}\) равен:
\[
\vec{MC} = \frac{1}{2} \vec{AC} = \frac{1}{2} \vec{a}
\]
- Выразим вектор \(\vec{CV}\) через \(\vec{MC}\) и \(\vec{MV}\):
\[
\vec{CV} = \vec{MC} + \vec{MV} = \frac{1}{2} \vec{a} + \vec{MV}
\]
- Теперь выразим \(\vec{MV}\) через \(\vec{BM}\):
\[
\vec{MV} = \vec{BV} - \vec{BM}
\]
- Подставим \(\vec{MV}\) в выражения для \(\vec{AV}\) и \(\vec{CV}\):
\[
\vec{AV} = \frac{1}{2} \vec{a} + (\vec{BV} - \vec{BM})
\]
\[
\vec{CV} = \frac{1}{2} \vec{a} + (\vec{BV} - \vec{BM})
\]
- Поскольку \(\vec{BV} = \vec{BM}\), упростим выражения:
\[
\vec{AV} = \frac{1}{2} \vec{a}
\]
\[
\vec{CV} = \frac{1}{2} \vec{a}
\]
Таким образом, векторы \(\vec{AV}\) и \(\vec{CV}\) выражаются через векторы \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) следующим образом:
\[
\vec{AV} = \frac{1}{2} \vec{a}
\]
\[
\vec{CV} = \frac{1}{2} \vec{a}
\]
Ответ: \(\vec{АВ} = 0,5\vec{а} - \vec{b}\), \(\vec{СВ} = -0,5\vec{a} - \vec{b}\).
В ромбе \(АВСD\) выразите через векторы \(\vec{а} = \vec{АС}\) и \(\vec{b} = \vec{ВD}\) векторы \(\vec{АD}\) и \(\vec{DС}\).
Решение №40637: Для решения задачи о выражении векторов \(\vec{АD}\) и \(\vec{DС}\) через векторы \(\vec{а} = \vec{АС}\) и \(\vec{b} = \vec{ВD}\) в ромбе \(АВСD\), выполним следующие шаги:
- Запишем уравнение для вектора \(\vec{АD}\):
\[
\vec{АD} = \vec{АВ} + \vec{ВD}
\]
- Заметим, что в ромбе диагонали пересекаются в точке \(O\), которая является точкой пересечения диагоналей и делит их пополам. Поэтому:
\[
\vec{АВ} = \frac{1}{2} \vec{а}
\]
и
\[
\vec{ВD} = \frac{1}{2} \vec{b}
\]
- Подставим эти значения в уравнение для \(\vec{АD}\):
\[
\vec{АD} = \frac{1}{2} \vec{а} + \frac{1}{2} \vec{b}
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{АD} = \frac{1}{2} (\vec{а} + \vec{b})
\]
- Запишем уравнение для вектора \(\vec{DС}\):
\[
\vec{DС} = \vec{DВ} + \vec{ВС}
\]
- Заметим, что:
\[
\vec{DВ} = -\vec{ВD} = -\frac{1}{2} \vec{b}
\]
и
\[
\vec{ВС} = -\vec{АВ} = -\frac{1}{2} \vec{а}
\]
- Подставим эти значения в уравнение для \(\vec{DС}\):
\[
\vec{DС} = -\frac{1}{2} \vec{b} - \frac{1}{2} \vec{а}
\]
- Упростим выражение:
\[
\vec{DС} = -\frac{1}{2} (\vec{а} + \vec{b})
\]
Таким образом, векторы \(\vec{АD}\) и \(\vec{DС}\) выражаются через векторы \(\vec{а}\) и \(\vec{b}\) следующим образом:
\[
\vec{АD} = \frac{1}{2} (\vec{а} + \vec{b})
\]
\[
\vec{DС} = -\frac{1}{2} (\vec{а} + \vec{b})
\]
Ответ: \(\vec{АD} = 0,5(\vec{a} + \vec{b})\), \(\vec{СD} = -0,5(\vec{а} - \vec{b})\).
Докажите, что точки \(А(-3; 1)\), \(В(3; 4)\), \(С(1; 3)\) лежат на одной прямой. Какая из этих точек лежит между двумя другими?
Решение №40638: Для доказательства того, что точки \(A(-3; 1)\), \(B(3; 4)\), \(C(1; 3)\) лежат на одной прямой, и определения, какая из этих точек лежит между двумя другими, выполним следующие шаги:
- Найдем координаты векторов \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{AC}\):
\[
\overrightarrow{AB} = (3 - (-3), 4 - 1) = (6, 3)
\]
\[
\overrightarrow{AC} = (1 - (-3), 3 - 1) = (4, 2)
\]
- Проверим, является ли вектор \(\overrightarrow{AC}\) коллинеарным вектору \(\overrightarrow{AB}\). Для этого проверим пропорциональность их координат:
\[
\frac{6}{4} = \frac{3}{2}
\]
Поскольку пропорции равны, векторы \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{AC}\) коллинеарны.
- Так как векторы \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{AC}\) коллинеарны, точки \(A\), \(B\) и \(C\) лежат на одной прямой.
- Определим, какая из точек лежит между двумя другими. Для этого сравним абсциссы точек:
\[
-3 < 1 < 3
\]
Таким образом, точка \(C(1; 3)\) лежит между точками \(A(-3; 1)\) и \(B(3; 4)\).
Ответ: точка \(C(1; 3)\) лежит между точками \(A(-3; 1)\) и \(B(3; 4)\).
Ответ: NaN
Даны точки \(А(2; 3)\), \(В(4; 6)\), \(С(7; 8)\), \(D(11; х)\). Найдите значение \(х\), при котором векторы \(\vec{АВ}\) и \(\vec{СD}\) коллинеарны. Сонаправлены ли эти векторы?
Решение №40639: Для решения задачи о коллинеарности векторов \(\vec{AB}\) и \(\vec{CD}\) выполним следующие шаги:
- Найдем координаты вектора \(\vec{AB}\):
\[
\vec{AB} = (B_x - A_x, B_y - A_y) = (4 - 2, 6 - 3) = (2, 3)
\]
- Найдем координаты вектора \(\vec{CD}\):
\[
\vec{CD} = (D_x - C_x, D_y - C_y) = (11 - 7, x - 8) = (4, x - 8)
\]
- Для того чтобы векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{CD}\) были коллинеарны, их координаты должны быть пропорциональны:
\[
\frac{2}{4} = \frac{3}{x - 8}
\]
- Упростим дробь слева:
\[
\frac{1}{2} = \frac{3}{x - 8}
\]
- Перекрестное умножение для решения уравнения:
\[
1 \cdot (x - 8) = 2 \cdot 3
\]
\[
x - 8 = 6
\]
- Решим уравнение:
\[
x = 6 + 8 = 14
\]
Таким образом, значение \(x\), при котором векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{CD}\) коллинеарны, равно \(14\).
- Теперь проверим, сонаправлены ли векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{CD}\):
\[
\vec{AB} = (2, 3)
\]
\[
\vec{CD} = (4, 14 - 8) = (4, 6)
\]
- Проверим пропорциональность координат векторов:
\[
\frac{2}{4} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}
\]
- Поскольку обе координаты векторов пропорциональны с одинаковым знаком, векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{CD}\) сонаправлены.
Ответ: \(x = 14\), векторы сонаправлены.
Ответ: 14; да.