Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1_Rab_tetr_alg_i_geom (1).pdf
Скачиваний:
76
Добавлен:
18.04.2015
Размер:
752.48 Кб
Скачать

 

Задача 10.1

 

r

Вычислить проекцию вектора AB на направление вектора

b

={1;1;2}, где A(0;2; 1), B(3;4;0).

 

Решение задачи

 

Найдём вектор AB . Для этого из координат конца вектора вычтем координаты начала

 

 

 

 

AB ={3 0;4 2;0 (1)}={3;2;1}.

 

Теперь найдём проекцию

 

r

 

ABr b = 3 (1)+2 1 +1 2 = 1 .

прr AB =

b

 

b

(1)2 +12 +22

6

 

 

 

 

 

Задача 10.2

 

При каком k векторы

a ={1;2;k} и b ={4;0;1} будут вза-

имно перпендикулярны?

Решение задачи

Векторы перпендикулярны, если их скалярное произведение равно нулю

ar b = 0 ,

то есть

 

 

1 4 +(2) 0 +k 1 = 0 ,

 

откуда

 

 

k = −4 .

 

Задача 10.3

 

Найти координаты вектора

p , коллинеарного

вектору

qr ={0;2;1}, если известно, что

p образует с осью

Oz тупой

угол, и pr = 2 .

32

 

Решение задачи

Поскольку векторы

p и q коллинеарны, найдётся такое чис-

ло k =/ 0 , что p = k q ,

то есть p ={0;2k;k}. Из условия

 

pr

 

= 2

 

 

получаем

 

 

 

 

 

02 + (2k )2 + k 2 = 2 k = ± 2 .

 

5

 

 

 

 

Угол между вектором p и осью Oz — тупой, значит, третья координата вектора p — отрицательная, то есть

k = − 25 .

r

 

0;

4

;

2

 

Окончательно, p =

5

5

.

 

 

 

 

 

Задача 11.1

а) Вычислить площадь треугольника, построенного на векторах 2ar+b и 3b ar, если ar = 5 , br = 2 , угол между векторами

a и b равен 60o .

б) Найти длину вектора 2ar+b .

Решение задачи

а) Площадь треугольника, построенного на векторах, равна половине модуля их векторного произведения

S = 12 (2ar + br)×(3br ar) = 12 6ar ×br 2ar×ar + 3br ×br br ×ar = = 12 6ar×br2 0r+3 0r+ar×br = 12 7ar×br =

 

1

r

r

 

^ r

 

1

o

 

35 3

 

=

 

r

 

=

=

.

2

7 | a || b

| sin a

, b

2

7 5 2 sin 60

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Длину вектора 2ar+b можно найти, умножив его на самого себя скалярно

2ar+br2 = (2ar+br) (2ar+br)= 4ar ar+4ar br+br br =

33

r 2

r

r

r^ r r 2

2

o

+2

2

=

= 4 | a |

+4 | a

|| b | cos(a , b)+| b |

= 4 5

+4 5 2 cos60

 

=100 +20 +4 =124 2ar+br = 124 .

Задача 11.2

 

Найти вектор

c ,

зная, что

он

перпендикулярен

векторам

ar ={0;1;1}

и

b ={2;0;1}

и

удовлетворяет

условию

cr

r

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(j

3k )= −2 . Найти орт вектора c .

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение задачи

 

 

Вектор, перпендикулярный двум векторам, коллинеарен их

векторному произведению, то есть c = k cr1 ( k =/ 0 ), где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

r

 

 

 

 

 

 

r

r

r

 

i

j

k

=

 

 

 

 

 

c1

= a

×b =

0 1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

1

 

 

 

 

= ir(1 10 (1))rj(0 1 (

2) (1))+

k (0 0 (2) 1)=

 

 

 

 

 

 

= ir+2 rj +2 k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

r

 

 

 

 

 

 

 

 

cr = k (i +

2 j +2 k ).

 

 

Найдём k

из условия cr (rj 3k )= −2 .

 

 

 

 

 

 

 

k(1 0 + 2 1 + 2 (3))= −2

 

 

 

 

 

 

 

k =

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Окончательно,

cr = 12 ir + rj + kr .

Найдём орт s вектора c .

34

 

 

 

r

 

 

1 r

 

r

 

r

 

 

 

 

1 r

r r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sr

=

 

cr

=

 

 

2 i + j + k

 

 

 

=

2 i + j + k

 

== 1 ir

+

2 rj +

2 kr .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

1

2

 

2

 

 

2

 

3 2

 

 

 

3

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ (1)

 

+

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислить

 

объём

 

треугольной

пирамиды

с

вершинами

A(1;2;1),

B(1;2;3),

C(2;1;1), D(3;2;1). Какую тройку (пра-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вую или левую) образуют векторы AB ,

AC и AD ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение задачи

 

 

 

 

 

 

 

Объём пирамиды вычисляется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V =

1

 

→ → →

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

AB AC AD

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим координаты векторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

{1 1;2 2;3 (1)}={0;0;4}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

{2 1;12;1(1)}={1;3;0}

 

 

 

 

 

 

 

AC

 

 

 

 

 

 

 

 

=

{3 1;2 2;1 (1)}={2;0;0}

 

 

 

 

 

 

 

 

AD

 

 

 

Теперь найдём их смешанное произведение.

 

 

 

 

 

 

 

 

→ → →

 

 

0

 

0

4

 

= 4 (1)1+3

 

21

03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB AC AD =

1

 

3 0

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 4 (1 0 2 (3))= 24 .

 

 

 

 

 

 

Смешанное произведение — положительное, значит, векторы образуют правую тройку.

Объём пирамиды V = 16 24 = 4 .

Справочный материал для задачи 13

Прямая линия на плоскости определяется следующими уравнениями:

35

1. Уравнение с угловым коэффициентом y = kx +b ,

где k = tgϕ — угловой коэффициент (рис. 12). Если известен угловой коэффициент k прямой и точка M0 (x0; y0 ), через которую

проходит прямая, то уравнение прямой выглядит так y y0 = k(x x0 ).

y

 

b

 

ϕ

 

0

x

Рис. 12.

 

2. Каноническое уравнение прямой

x mx0 = y ny0 .

Здесь Mr0 (x0; y0 ) — точка, через которую проходит прямая L , а

вектор l ={m;n}— направляющий вектор прямой, который коллинеарен этой прямой (рис. 13).

r

M 0

L

l

Рис. 13.

В частности, если прямая L проходит через две точки M1(x1; y1) и M2 (x2; y2 ), её уравнение выглядит так

x x1

=

y y1

.

 

 

x

2

x

 

y

2

y

 

1

 

 

1

 

3. Общее уравнение прямой

Ax + By +C = 0 ,

причём nr ={A; B}вектор нормали прямой или нормальный вектор, то есть вектор, перпендикулярный прямой.

36

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]