Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

vm1

.pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
28.02.2016
Размер:
1.73 Mб
Скачать

Використовуючи властивостi векторного добутку i рiвностi (27) – (30), дiстанемо

 

 

 

 

 

b ] = [(x i + y

 

j + z

k ); (x

 

i + y

j + z

 

k )] =

 

 

 

 

[ a ; ¡!

 

 

 

1¡!

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

¡!

 

 

 

2¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j ; i ] + z x [ k ; i ] + x y

[ i ; j ]+

 

 

 

= x1x2[¡!i ; ¡!i ] + y1x2[¡! ¡!

 

 

 

 

 

 

1 2

¡!

 

¡!

 

 

 

1 2

 

¡! ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j ; j ] + z

y

[ k ; j ] + x

z

2

[ i ; k ] + y z [ j ; k ]+

 

 

 

+y1y2[¡! ¡!

 

 

 

 

 

1

2

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

¡!

 

¡!

 

 

 

 

1

 

2

¡!

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

k ; k ] = y x (

 

 

 

 

k ) + z

x

 

j + x

y

k + z

y

 

(

i )+

 

 

 

+z1z2[¡! ¡!

 

 

 

 

1 2

¡¡!

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2¡!

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

1

2

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

j )+y

1

z

 

 

i = (y z z

 

y

) i (x z

 

 

 

z

x

 

) j +(x y

y x ) k :

+x1z2(¡¡!

 

2

 

 

 

 

 

1 2¡

1

 

2

 

 

¡!¡

 

1

 

 

2¡

 

1

2

¡!

 

 

 

 

 

1

2¡ 1 2

 

Рiзницi, якi стоять в дужках, є визначниками другого по-

 

рядку. Тому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a ; b ] =

¯

 

y1 z1

 

 

¯

 

i

 

 

 

¯

 

 

x1 z1

 

¯

j +

¯

x1 y1

 

¯

k :

 

 

 

 

 

 

[¡!

 

y2 z2

 

 

¡! ¡

 

 

x2 z2

 

¡!

 

 

 

x2 y2

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

Одержаний вираз,¯

 

згiдно¯

 

з властивiстю¯ ¯

про¯

 

розклад¯

визнач-

 

ника третього порядку за елементами першого рядка, можна

 

остаточно записати у виглядi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a ; b ] =

 

¡!i

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(31)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 y1

 

 

z1

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

x2

 

 

y2

 

 

z2

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приклад 5. Обчислити

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ]

 

 

, якщо¯

 

a

 

= 10

,

 

 

 

b

 

= 2

i

 

 

 

¯[ a ; ¡!

 

j

jj

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

b = 12

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

j

 

 

 

a ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b =

 

a

 

 

b

 

cos ®

 

 

 

®

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, де

 

– кут мiж

 

 

J Скористаємося формулою ¡!¡!

 

 

 

 

 

jj j¡!j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторами ¡! i

¡!. Тодi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos ® =

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

=

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

20

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j¡!j j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а тому sin ® = p1 ¡ cos2 ® = r1 ¡

 

 

 

 

=

 

. Згiдно формулою (24)

 

25

 

 

 

 

5

 

 

маємо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ a ; b ]

 

= 10

¢

2

¢

 

 

= 16:

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j ¡!

¡! j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ a +

 

 

Приклад 6. Вектори ¡! i

 

¡! перпендикулярнi. Знайти

j ¡!

 

 

b ; a

 

 

b ]

 

 

 

 

 

a = 3

i

 

b = 4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

¡

¡! , якщо

j

¡!

 

 

 

 

 

j

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

121

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J Згiдно з властивостями векторного добутку маємо

[ a + ¡!

¡! ¡

¡!

 

 

!¡ ¡! ¡ ¡!

 

¡!

¡!

¡

!¡ ¡!

 

 

¡ ¡!

¡!

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ b ; b ] =

 

 

 

 

b ; a

b ] = [ a ; a ]

 

[ a ; b ] + [ b ; a ]

 

 

2[ a ; b ]:

 

Тому

 

[ a + ¡!

 

 

¡!

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

¡!

¡!

 

 

 

j

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

j

 

j ¡

 

j

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

j

¡!

 

 

 

 

b ]

=

 

 

 

 

= 2

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

b ; a

 

 

 

 

 

 

 

±

2[ a ; b ]

 

 

[ a ; b ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2

 

a

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

¢

 

¢

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j¡!j j

b

j ¢

sin 90

 

= 2

3

4 = 24:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приклад 7. Довести, що вектори

 

a = [ p ; n ], ¡!

¡! !¡

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!¡ ¡!

 

 

b

 

c = [ r ; n ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= [ q ; n ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p q r n

 

 

¡! !¡

¡! компланарнi для будь-яких векторiв ¡!,

¡!, ¡!, ¡!.

 

 

 

J

 

 

 

¡!

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

1). Якщо n = ¡!, то згiдно з означенням векторного добутку

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

b

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = c = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

c

є компланарними.

 

 

a = ¡!

 

 

¡!, а тому вектори

 

, i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡! 6

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2). Якщо ж n = ¡!, то зведемо всi вектори до спiльного початку

 

 

 

¡!

b

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

O. Вектори

a , ¡!,

 

 

 

перпендикулярнi до вектора

 

 

, що випливає

з умови 2) означення векторного добутку. Тому вони лежать в пло-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

щинi, яка проходить через точку O, перпендикулярно до вектора ¡!.

Отже, вектори

¡!

 

b

 

¡!

 

компланарнi й в цьому випадку.

I

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

a , ¡! i

 

 

 

 

 

 

 

Приклад 8. Знайти координати векторного добутку [2¡!

+

¡! !¡

, якщо ¡!

 

 

 

¡

 

¡

 

, ¡!

 

 

 

 

¡ .

 

 

 

 

 

 

 

 

a

= (3;

1;

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ; b ]

 

 

a

 

 

 

 

 

 

b = (1; 2;

 

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

Знайдемо спочатку координати вектора 2 a + ¡!. Маємо

 

 

 

 

 

 

 

2 a +

 

 

 

 

 

¡

 

¡

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

= 2(3;

 

2) + (1; 2;

1) = (7; 0;

5):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

1;

 

 

 

 

 

 

 

Тодi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

¡!

 

¡!

 

¡!

 

¯

 

 

 

¯

 

 

 

 

¯¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

¡1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

i

 

 

j

 

k

 

¯

 

 

 

¯

0

 

¡

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

[2¡! !¡ ¡!

 

 

¯

7 0

 

¡

5

¯

= i

¯

2

 

¡1

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

a

+ b ; b ] =

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¡¡!

¯

7

 

 

5

¯

 

¯

¡!

¯

7

0

¯

 

 

¯

¡! !¡

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

¡1

+

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

або

 

 

 

 

¯

 

 

¡

¯

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

¯

 

 

 

 

¯

 

 

 

k

¯

 

 

 

¯

= 10 i + 2 j + 14 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[2 a + !¡ ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

b ;

b ] = (10; 2; 14):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

=

 

Приклад 9. Вектор ¡!, перпендикулярний до векторiв ¡!

 

(4;

 

2;

 

b

 

=

(0; 1; 3)

, утворює з вiссю

Oy

тупий кут. Знайти

¡

¡

3) i ¡!

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

= 26

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координати вектора , якщо j¡!j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

Оскiльки вектор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

c перпендикулярний до векторiв a i ¡!, то

вiн перпендикулярний i до площини, утвореної цими векторами.

122

 

 

 

 

 

 

¡!

b ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторний добуток [ a ; ¡!

, згiдно з означенням, так само перпен-

дикулярний до цiєї площини, а тому вектори

¡!

 

¡!

b ]

 

 

 

 

c

i [ a ; ¡! колiнеарнi,

¡!

¡!

b ]

 

 

 

¸

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тобто c

= ¸[ a ;

, де

 

– деякий коефiцiєнт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, що

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

i

¡!

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[¡! ¡!

 

 

¯

 

 

j

k

 

¯

 

¡

 

 

¡! ¡!

 

 

 

 

 

 

¯

 

4 ¡2 ¡3

¯

¡

 

 

 

 

 

 

a ; b ] =

¯

 

 

 

 

 

 

 

¯

= 3 i

 

 

12 j + 4 k ;

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а тому

 

 

 

¯

 

 

p

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j[¡!

j

(¡3)

 

+ (¡12)

 

+ 4

 

 

= 13:

 

 

 

 

 

 

a ; b ] =

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jj

 

j

j j ¡!

 

j

 

 

¡!

 

 

b ]

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

¸

 

[ a ; b ]

 

, тобто

З рiвностi c = ¸[ a ; ¡!

випливає, що

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26 = j¸j ¢ 13 або j¸j = 2. Отже, ¸1 = 2, а ¸2 = ¡2. Тому маємо два

 

c

= 2(

¡

3;

¡

12; 4) = (

 

6;

 

24; 8)

 

c

 

2

=

 

2(

3;

¡

12; 4) =

вектори 1

 

 

 

 

 

 

 

¡ ¡

 

 

 

 

i

 

¡ ¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oy

тупий кут,

(6; 24; 8). Згiдно з умовою вектор ¡! утворює з вiссю

 

 

¡!

j < 0

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

¡

 

 

¢

0

¡

24

¢

1 + 8

¢

0 =

¡

24 < 0

 

¡

 

 

 

 

 

 

c

j = 6

 

 

 

 

 

 

 

а тому

c ¡!

 

. Оскiльки

 

1

¡

 

¡

 

 

. I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, то

шуканим вектором є

¡!

¡!1

= (

6;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c =

c

 

 

 

 

 

24; 8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приклад 10. Вершини трикутника знаходяться в точках A(1; ¡1; 2), B(5; ¡6; 2) i C(1; 3; ¡1). Знайти довжину висоти, опуще-

ної з вершини B на сторону AC.

5; 0)

AC = (0; 4;

 

3)

 

AB = (4;

¡

. Їхнiй

J Розглянемо вектори ¡¡!

¡

i ¡!

 

векторний добуток

 

¯

¡!i

¡!

 

0

4

[¡¡! ¡!

¯

 

j

¯

4

¡5

 

¯

 

 

AB; AC] =

 

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

¡!

¯

 

 

 

3

 

 

k

¯

= 15i + 12¡!

¡!

0

¯

¡

 

¯

j

+ 16 k :

 

 

¯

 

 

 

 

¯

 

 

Оскiльки модуль векторного добутку дорiвнює площi паралело-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

AC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грама, побудованого на векторах ¡¡! i

 

¡!, то площа трикутника

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

=

25

 

 

 

 

 

AB; AC]

 

=

152 + 122 + 162

. З iншого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABC S4ABC =12j[¡¡! ¡! j

 

 

 

 

2p

 

 

 

 

 

 

2

 

боку, S4ABC =

2j¡¡!j j¡!j, а тому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BD AC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ¢

252

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BD

=

2S¢ABC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j¡¡!j

 

 

 

j¡!j

=

p

2

+ 4

2

+ (

¡

3)

2 = 5 = 5:

 

 

 

 

AC

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отже, висота дорiвнює 5. I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

прикладена

до точки

Приклад

11. Сила

 

¡!

=

 

(3; 2;

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M(2; ¡1; 1). Знайти момент цiєї сили вiдносно початку координат

O(0; 0; 0).

123

¡!

J Вiдомо, що моментом сили F вiдносно початку координат є векторний добуток

 

¯

¡!

 

¡!

¡!

 

¯

 

¯

 

 

¯

 

 

 

¯

 

¯

 

 

3

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[OM; F ] =

¯

i

 

j

k

 

¯

=

¯

 

¡

¯

 

 

 

¯

¡

¯

+

¡¡! ¡!

¯

 

 

¡

¡

 

¯

 

¯

2

4

¯

¡!

¡

¯

3 4

¯

 

 

¯

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

¯

 

¯

 

 

¯

 

 

 

¯

 

¯

 

 

¯

¡!

¯

2

 

1

¯

¯

 

¡!

¡!

 

¡!

I

 

 

 

 

 

 

¯

3

2

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ k

¯

 

¡

 

¯

= 2 i + 11 j + 7 k :

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Мiшаний добуток

трьох векторiв. Нехай зада-

но

впорядковану трiйку

 

векторiв

( a ; b ; c )

. Знайдемо

спо-

 

 

¡!

¡!

¡!

чатку векторний добуток

[ a ; b ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c¡!

, а потiм скалярний добуток

цього вектора на вектор

 

 

 

[ a ; b ] c

. Одержане число

 

, тобто

 

¡!

¡!

[ a ; b ] c

 

 

 

 

 

 

 

a

b

 

c

.

¡!

¡!

¡!

називається мiшаним добутком векторiв

 

, ¡! i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

Розглянемо геометричний змiст мiшаного добутку векторiв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ] c

дорiвнює об’єму па-

 

Теорема. Мiшаний добуток [ a ; ¡!

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ралелепiпеда, побудованого на зведених до спiльного початку

 

b ; c )¡!

b

 

¡!

 

 

 

 

( a ; b ; c )

векторах a ,

,

 

, взятому iз знаком плюс, якщо трiйка

¡!

¡!

права, i зi знаком мiнус, якщо трiйка

 

¡!

¡!

¡!

( a ;

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

b

¡!

 

 

¡!

 

лiва. Якщо ж вектори

a , i

 

компланарнi, то

 

 

¡!

дорiвнює нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо вектори a

i ¡! колiнеарнi, то в цьому випадку

вектори

¡!

 

b

¡!

компланарнi, оскiльки серед трьох неком-

 

 

 

c

a , ¡! i

 

 

планарних векторiв не можу бути двох колiнеарних векторiв.

 

b ] = 0

¡![ a ; b ] c

 

 

 

Для двох

 

 

b

векторний

добуток

колiнеарних векторiв a i ¡!

¡!

¡!

, тому i мiшаний добуток

¡!

дорiвнює нулю.

[ a ;

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

Залишилося розглянути випадок, коли вектори a

 

i ¡! не

колiнеарнi. Позначимо через S площу паралелограма, побудо-

 

 

b ]

 

b

 

ваного на зведених до спiльного початку векторах

a

i ¡!, а

¡! .

 

b ] = S e

 

через e

– орт векторного добутку [ a ;

¡!

 

 

¡!

У попередньому пунктi доведена формула [ a ;

 

.

За допомогою цiєї формули i властивостi скалярного добутку одержуємо, що

[ a ;

¡!

!¡ ¡!

¡!!¡

 

¡!

пр

e

 

пр

e

¡!

¡!

 

 

 

= S

 

 

b ] c

= (S e ) c

= S( e c ) = S

j

e

j

 

¡!

c

 

c : (32)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

124

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Спочатку припустимо, що вектори

 

 

b

i

c

не компла-

 

a ; ¡!

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

h

па-

нарнi. Тодi пр e ¡! з точнiстю до знака дорiвнює висотi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ралелепiпеда, побудованого на зведених до спiльного початку

векторах

 

 

 

 

 

 

b

i

 

c

, за умови, що основою є паралелограм,

 

 

a , ¡!

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

¡!

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

побудований на векторах

a i ¡! (рис. 7).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отже, з точнiстю до зна-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¸

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ка, права частина (32) дорiв-

h

 

 

6

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нює об’єму V , побудованого

8 e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

¡!

 

*

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на векторах

 

 

b

 

 

 

c

пара-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

>

 

 

Рис. 7

 

 

 

a

 

 

 

 

лелепiпеда. Залишилося ви-

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

яснити знак.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

= +h

 

e

 

c

 

 

 

 

 

 

Очевидно, що пр e

¡!

 

 

, якщо вектори ¡! i ¡! лежать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

b

 

по один бiк вiд площини, яка визначається векторами

 

i ¡!,

 

 

c =

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

e

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

i пр e ¡!

 

 

¡

 

, якщо вектори ¡! i ¡! лежать по рiзнi боки вiд

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

= +h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вказаної площини. Це означає, що пр e

¡!

 

 

, якщо трiйки

( a ;

b ; c )

 

i

( a ; b ; e )

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

c = h

¡!

 

¡!

 

 

 

¡!

¡!

¡!

 

однаково орiєнтованi, i пр

e

¡!

 

 

 

,

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

якщо вказанi трiйки протилежної орiєнтацiї. Оскiльки трiйка

( a ;

b ;

c )

 

є правою, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+h;

 

якщо ( a ;

b ;

c )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

¡!

– права трiйка

 

 

 

 

 

пр e

 

 

c

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

h;

 

 

 

a ;

b ;

c )

– лiва трiйка

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

якщо (¡!

¡!

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо пiдставити це значення пр e ¡! у праву частину рiв-

ностi (32), то дiстанемо,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

або [ a ;

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

¡!

 

§

 

¡!

 

§

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

[ a ; b ] c =

 

Sh

 

 

b ] c = V;

 

 

 

 

 

що й треба було довести.

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

Якщо ж вектори

¡!

b

компланарнi, то вектор

ле-

 

 

c

c

 

a , ¡! i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

b

b ] c

= 0

жить в площинi, що визначається векторами a i ¡!. Звiдси вип-

ливає, що пр

e

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

¡!

¡!

 

.

¡!

c = 0, i згiдно з формулою (32) [ a ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отже, теорема доведена. I.

Наслiдок 1. Для мiшаного добутку правильна рiвнiсть

 

 

 

 

[ a ;

¡!

¡!

¡!

¡!

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ] c = a [ b ; c ]:

J З переставної властивостi скалярного добутку випливає,

 

¡!

 

!¡ ¡!

 

 

 

 

 

b ; c ] = [ b ; c ] a

. Тому досить довести правильнiсть

що a [¡!

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

125

 

 

¡! ¡! ¡! ¡! ¡! ¡!

рiвностi [ a ; b ] c = [ b ; c ] a . З точнiстю до знака ця рiвнiсть має мiсце, оскiльки з точнiстю до знака кожна частина цiєї рiвностi дорiвнює об’єму паралелепiпеда, побудованого на век-

 

 

 

 

¡!

b

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ; c )

 

торах

a ; ¡! i

 

, якi зведенi до спiльного початку. Знаки обох

b ; c ; a )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

¡!

¡!

i

частин цiєї рiвностi так само однаковi, бо трiйки ( a ;

 

(¡!

!¡ ¡!

 

мають однакову орiєнтацiю (див. (22)). Проведенi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

¡! b ] c

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

некомпла-

вище мiркування правильнi, коли вектори a , ¡!,

 

 

b ; c ] = 0

 

 

 

 

[ a ; b ] c = a [ b ; c ]

 

¡!

¡!

¡!

 

i

нарнi. У випадку компланарностi цих векторiв [ a ;

 

 

a [

¡!

 

, а тому

¡!

¡!

¡!

¡!

 

.

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

¡!

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ] c =

 

a [ b ; c ]

дозволяє записува-

 

Доведена рiвнiсть [ a ; ¡!

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

¡!

просто у виглядi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

ти мiшаний добуток трьох векторiв a , ¡! i

 

¡!

b

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

, не вказуючи при цьому, якi саме два вектори перемно-

a

 

жуються векторно, тобто

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

¡!

 

 

¡!

¡!

 

 

¡!

¡!

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b c = [ a ; b ] c = a [ b ; c ]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

b

 

¡!

 

 

 

 

 

b

c = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

компланарнi тодi й тiль-

 

Наслiдок 2. Вектори a , ¡! i

 

 

 

ки тодi, коли їхнiй мiшаний добуток

¡!

¡!

 

.

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

b c

 

= 0

 

 

 

¡!

b

 

¡!

компланарнi, то згiдно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

Справдi, якщо вектори a , ¡! i

 

 

 

з теоремою

a

 

¡!

 

 

 

.

 

 

 

b

 

c

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

, а вектори не компла-

 

Якщо ж мiшаний добуток a

 

 

 

 

 

нарнi, то одержимо суперечнiсть. Це випливає з того, що згiдно

¡!

b

¡!

 

 

 

 

 

 

b

c =

V =

 

c

дорiвнює з точнiстю до знака об’єму парале-

з теоремою a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

¡!

§

6

лепiпеда, побудованого на цих векторах, тобто a

 

I

 

 

 

 

 

 

¡!

b

¡!

компланарнi.

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

0. Звiдси випливає, що вектори a , i

 

 

 

Знайдемо вираз для мiшаного добутку через координати

векторiв, що перемножуються. Нехай

 

 

 

b

=

a = (x1; y1; z1), ¡!

 

c = (x

; y

; z )

 

 

 

 

 

 

 

(x2; y2; z2) i

 

 

3

3

3 . Тодi, згiдно з формулою (31), має-

мо

 

¯

¡!i

¡!

[¡! ¡!

¯

x1

j

y1

 

¯

 

 

a ; b ] =

 

 

 

¯

 

 

 

¯

x2

y2

 

¯

¡!

¯

 

¯

2

 

2

¯

 

¡ ¯

2

k

¯

 

¯

y

 

z

¯

 

¯

x

z2

 

 

 

z1

¯

=

¯

y1

 

z1

¯

¡!i

¯

x1

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

¯

 

¯

 

¯

 

¯

 

+

¯

x2

 

y2

¡!

 

 

 

 

 

¯

 

 

y1

¯

 

 

 

 

 

 

¯x1

 

¯

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

k :

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯

z1 ¯¯¡! z2 ¯ j +

126

 

 

Оскiльки

¡!

= x3

¡!i + y3

 

j + z

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

¡!

 

 

 

 

 

 

 

3

¡!, то скориставшись форму-

лою (19) для скалярного добутку, одержимо

 

3 +

¯

 

 

 

 

 

¯z3:

¡!¡! ¡! ¡! ¡!

 

 

¯

 

y2 z2

 

¯

 

 

 

3 ¡

¯

x2

 

 

 

z2

¯

 

x2

y2

a b c = [ a ; b ] c =

¯

 

y1 z1

 

¯

 

x

 

 

 

¯

x1

 

 

 

z1

¯

y

 

 

 

 

¯

x1

y1

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯

 

 

¯

 

Легко бачити, що ¯отриманий¯

вираз¯

є розкладом¯ ¯ визначника¯

x

 

 

 

y

 

 

z

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

x1

 

 

y1

 

z1

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

x2

 

 

y2

 

z2

¯

 

за елементами третього рядка. Отже,

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

y

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!¡!¡!

 

 

 

 

¯

 

 

x1

 

 

y1

 

z1

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

2

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

b

c

 

=

 

¯

 

 

x

 

 

 

 

y

 

 

z

 

 

 

¯

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(33)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо скористатися формулою¯

 

(33), то¯

наслiдок 2 можна

сформулювати так: вектори

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = (x ; y

2

; z

2

)

i

 

 

a = (x1; y1; z1),

 

 

2

 

 

 

 

c = (x ; y

 

; z )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

3

 

 

3

 

3

 

компланарнi тодi й тiльки тодi, коли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

x

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

z

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

x1

 

 

y1

 

 

 

 

 

z1

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

x2

 

 

y2

 

 

 

 

 

z2

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(34)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯ = 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приклад

 

 

12.

 

 

 

¯Визначити

 

 

орiєнтацiю¯

трiйки

векторiв

( a ;

¡!

, якщо

¡!

 

¡!

 

¡!,

 

¡!

 

 

 

 

 

¡!

¡

¡!,

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ; c )

 

 

 

 

 

 

 

 

a = i + j b = i

 

 

 

j c = k

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

b ; c )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b c < 0

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b c > 0

, то трiй-

 

 

 

 

 

Згiдно з теоремою, якщо мiшаний добуток a ¡!

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

є правою, а коли

 

 

 

¡!

 

 

¡!

 

 

 

 

 

, то – лiвою. Якщо ж

ка ( a ; ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

c )

 

 

 

 

¡!

b

 

¡!

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

b

 

 

 

 

¡!

 

 

 

b ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

, то вектори

 

a

 

 

 

 

 

 

c

 

 

компланарнi, а тому для них вiд-

a ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

, ¡! i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

¡!

. Тому обчислимо мiшаний

сутнє поняття орiєнтацiї трiйки ( a ;

 

 

 

добуток a

¡! .

 

 

 

 

 

b

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b c

 

 

 

 

¡!

 

¡! i

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подамо вектори

 

 

за допомогою їхнiх координат:

 

 

 

 

 

 

 

a ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = i

+ ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

= (1; 0; 0) + (0; 1; 0) = (1; 1; 0);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

=

¡! ¡

= (1; 0; 0)

¡

(0; 1; 0) = (1;

¡

1; 0);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

i

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

= ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

k

 

 

= (0; 0; 1):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Згiдно з формулою (33)

¯

 

 

 

 

 

 

 

¢ ¡

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

0

0

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

1

1

 

 

 

 

0

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

1

 

¡

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!¡!¡!

 

 

 

¯

 

¡

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3+1

¯

 

 

 

1

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b c =

 

¯

1

 

1 0

¯

= 1 ( 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2 < 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

127

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

b ;

¡!

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c )

є лiвою.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Звiдси випливає, що трiйка ( a ; ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

Приклад 13. Вектор ¡! перпендикулярний до векторiв ¡! i

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

a

b

c

 

 

 

a

 

= 6

,

¡!, кут мiж якими дорiвнює

 

±. Обчислити

, якщо

j

¡!

j

 

jj

= 3

i

j¡!j

= 3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

¡!

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

§

 

 

Згiдно з геометричним змiстом мiшаного добутку

 

a ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

c

V , де V – об’єм паралелепiпеда, побудованого на векторах a , ¡! i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

, вважаючи, що

¡!, зведених до спiльного початку. Знайдемо об’єм

 

основою паралелепiпеда є паралелограм, побудований на векторах

¡!

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

перпендикулярний до площини цього парале-

a i ¡!. Тодi вектор

 

 

 

 

 

 

?

i

¡!

?

¡!, а тому

j¡!j

 

– висота паралелепiпеда.

лограма, бо c

 

 

 

a

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

Маємо, що площа S паралелограма дорiвнює

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S =

 

a

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

±

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кв. од.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢

 

¢ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j¡!j j

b

j

sin 30

 

 

= 6

3

 

 

 

):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 = 9 (

 

 

 

 

 

 

Тодi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

= 9

 

3 = 27 (

 

 

):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V = Sjj

 

 

 

 

 

¢

 

 

 

 

 

куб. од.

 

 

 

 

 

 

 

 

Отже,

¡!

b

 

¡!

 

=

 

§

27

,

причому

¡!

=

27

, якщо

трiйка

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

a

 

b c

¡!

a ¡!

 

 

¡!

 

 

¡!

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

¡

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

b ; c )

права i

 

a

 

 

c =

 

, якщо ця трiйка лiва.

 

 

 

 

 

( a ; ¡!

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приклад 14. Довести, що чотири точки A(1; 2; ¡1), B(0; 1; 5),

C(¡1; 2; 1) i D(2; 1; 3) лежать в однiй площинi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J Точки A, B, C i D лежать в однiй площинi тодi й тiльки тодi,

коли вектори

¡¡!

 

 

 

 

¡

1;

¡

1; 6)

,

¡!

 

 

¡

2; 0; 2)

i ¡¡!

 

 

¡

1; 4)

ком-

 

 

 

AB = (

 

 

 

 

 

 

AC = (

 

AD = (1;

 

 

планарнi. Умовою компланарностi є виконання рiвностi (34). Оскiль-

ки

¯

1

1

4

¯

¡ ¡ ¡ ¡

 

¯

¡1

¡1

6

¯

 

 

¯

¡2

¡

 

¯

 

 

¯

0 2

¯ = 0 + 12 2 0 8 2 = 0;

 

¯

 

 

 

¯

 

то ця умова виконується,¯

а¯тому заданi чотири точки лежать в однiй

площинi. I

Приклад 15. Точки A(2; 3; 1), B(4; 1; ¡2), C(6; 3; 7) i D(¡5; ¡4; 8)

є вершинами трикутної пiрамiди. Знайти довжину висоти цiєї пiра-

мiди, яка опущена з вершини D на основу.

 

3)

 

AC = (4; 0; 6)

 

 

J Розглянемо вектори

AB

= (2;

¡

2;

¡

,

i

 

¡¡!

 

 

 

¡!

AD =

(

¡

7;

¡

7; 7)

. Об’єм

V

паралелепiпеда, побудованого на цих

¡¡!

 

 

 

 

 

 

векторах, дорiвнює модулю їхнього мiшаного добутку, тобто V

=

j[¡¡! ¡! ¡¡!j. Оскiльки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB; AC]AD

 

¯

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

[¡¡! ¡! ¡¡! =

7

 

7

 

7

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

2

¡2

 

¡3

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

AB; AC]AD

 

¯

¡

¡

 

 

6

¯

= 0 + 84 + 84 0 + 54 + 84 = 308;

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

128

то V = 308 (куб. од.).

Очевидно, що об’єм VABCD трикутної пiрамiди ABCD дорiвнює

1

 

 

 

 

6V , а тому

1

 

154

 

VABCD =

¢ 308 =

(куб. од):

6

3

З iншого боку, якщо вважати трикутник ABC основою трикутної пiрамiди ABCD, маємо

1

VABCD = 3S4ABCH;

де H – висота пiрамiди, яка опущена з вершини D на її основу. Тому

H = 3VABCD :

S4ABC

Площу S4ABC знайдемо за допомогою векторного добутку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S4ABC = 2j[¡¡! ¡! j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

AB; AC] :

 

 

 

 

 

 

 

 

Оскiльки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

¡!i

 

¡!

 

¡!

¯

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

¯

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

4

 

 

0

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[AB; AC] =

¯

 

 

 

 

 

j

 

 

k

¯

=

¯

¡2

¡3

¯

 

 

¯

 

2 ¡3

¯

j +

 

¡¡! ¡!

 

 

¯

 

 

 

 

 

¡

 

¡

¯

 

 

¯

0

6

 

¯

¡

¯

 

4 6

¯

¡!

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

¯

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯

 

¯

 

2

 

 

2

¯

 

 

¯

¡ ¡! ¡ ¡! ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 0

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

+

¯

 

 

¡

 

¯

 

k = 12 i

24 j + 8 k ;

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то [¡¡! ¡!

j

 

 

 

¯

¡

 

2

 

¯

¡

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

.

 

 

 

j

Тодi

=

p

12)

 

 

 

24)

 

 

+ 8

= 784 = 28

 

 

 

 

 

AB; AC]

 

 

(

 

 

 

+ (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S4ABC =

1

 

¢ 28 = 14 (кв. од);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

а тому шукана висота H =

154

= 11 (од.). I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

Вправи

~

1. Для якого значення ® вектори ~a = (®; ¡3; 2) i b = (1; 2; ¡®) перпендикулярнi?

2. Дано точки A(¡1; 3; ¡7), B(2; ¡1; 5) i C(0; 1; ¡5). Обчислити

¡¡! ¡¡! ¡¡! ¡¡!

(2AB ¡ CB)(2BC + BA).

~

3. Знайти кут мiж векторами ~a = (2; 3; ¡1) i b = (4; 5; 2).

129

 

 

 

~

 

 

 

 

 

¼

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Вектори ~a i b утворюють кут ' =

6

. Знаючи, що j~aj

= 3,

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

~

 

 

 

 

jbj = 1, обчислити кут ® мiж векторами p~ = ~a + b i ~q = ~a ¡ b.

 

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

 

 

 

OM

Ox

, знаючи

 

Знайти кут, який утворює вектор ¡¡! з вiссю

 

 

цилiндричнi координати r, ' i h точки M.

¡! ¡!

 

 

¡! i

 

 

 

 

6.

Дано вектори a

= 3¡!i

¡

6¡!

¡

¡!, ¡!

¡

 

¡!

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

k b = i + 4 j

5 k

 

 

 

3¡!i

 

4¡!

. Обчислити пр c

j

 

 

 

c =

 

¡!

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

j

+ 12 k

 

¡!

( a + b )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Дано вершини трикутника A(3; 2; ¡3), B(5; 1; ¡1), C(1; ¡2; 1).

Знайти внутрiшнiй кут при вершинi A.

 

 

 

 

8. Знайти кут мiж дiагоналлями паралелограма, побудованого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = (2; 1; 0)

,

 

b

 

 

= (0;

 

 

2; 1)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на векторах ¡!

 

 

 

= 1

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2¼

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

b

 

 

= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Нехай j¡!j

 

 

 

 

 

 

, jj

 

 

 

 

 

i кут мiж векторами

 

 

 

 

 

 

. Обчислити:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

1)

 

 

 

b ]

; 2)

 

 

[2 a + b ; a + 2 b ]

; 3)

 

 

[ a + 3 b ; 3 a

 

 

 

 

 

b ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ a ; ¡!

j

 

 

¡!

 

 

 

¡!

 

 

 

 

j

j

¡!

 

 

 

¡!

¡!

 

¡

¡! .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

¡!

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j + k ]

¡

[ j ;

i + k ]+[ k ;

 

 

i + j + k ]

 

 

 

 

10. Спростити вираз: 1) [¡!i ; ¡!

 

 

¡!

 

 

¡! ¡!

 

¡!

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

¡!

 

 

 

¡!

 

;

 

 

 

 

 

 

 

b + c ; c ] + [ a + b + c ; b ] + [ b

 

 

 

 

c ; a ]

 

 

 

 

 

 

[2 a + b ; c

 

 

 

2) [ a + ¡!

¡! !¡

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

¡!

 

¡!

 

 

 

 

 

¡!

¡

¡! !¡

; 3)

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

¡! ¡

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b + c ; a + b ]

; 4)

2 i [ j ; k ] + 3 j [ i ; k ] + 4 k [ i ; j ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a ] + [

 

¡! !¡

 

 

 

¡!

 

 

¡! ¡!

 

 

 

 

 

!¡ ¡!

¡!

 

 

 

¡!

!¡ ¡! .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

= 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¼

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Нехай

j

¡!

j

 

 

 

j

¡!

 

 

 

 

 

 

i кут мiж векторами ¡! i дорiвнює

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 b

 

 

Обчислити площу трикутника, побудованого на векторах ¡

 

 

¡! i

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 a + 2¡!.

 

 

 

 

 

a

 

 

= 2

 

 

 

b

 

 

= 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¼

 

 

12. Нехай jj

 

 

 

 

 

, j¡!j

 

 

 

 

 

i кут мiж векторами

 

¡! i ¡! дорiвнює

 

 

. Виразити за допомогою векторiв

 

 

 

a

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

,

 

 

 

 

i ¡! одиничний вектор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( a ; b ; e )

перпендикулярний до цих векторiв, i такий, що: 1) трiйка

 

¡!

 

 

¡!

 

права; 2) трiйка

( b ; e ; a )

 

лiва.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

¡! ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

® =

¼

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ a ; b ]

 

 

 

 

 

 

13. Вектори

 

a

 

i

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. Обчислити

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

утворюють кут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

¡!

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

якщо

a

 

= 6,

 

 

 

b

 

 

= 5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j¡!j

 

 

 

 

 

j

 

 

a

 

 

= 3

 

 

 

 

b

 

= 26

 

 

 

[ a ; b ]

= 72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b

 

 

 

 

 

 

14. Вiдомо, що jj

 

 

 

 

, j¡!j

 

 

 

 

 

 

i j

 

¡!

 

¡! j

 

 

 

 

 

. Обчислити ¡!¡!.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

= 3

,

 

 

 

b

 

 

=

 

 

 

 

15. Вектори ¡! i

¡! перпендикулярнi. Знаючи, що

 

j

¡!

j

 

 

 

 

 

j

j

 

 

 

4. Обчислити

 

[3 a

 

 

 

 

 

b ; a

 

 

 

 

2 b ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

¡!

¡

¡! .

 

 

 

 

 

 

® = 2¼

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡ b

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

. Знаючи, що

 

 

 

 

 

 

16. Вектори a i

¡! утворюють кут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j¡!j

 

 

 

 

 

 

 

b

 

= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jj

 

 

, обчислити:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ a + 3 b ; 3 a

 

 

 

 

 

 

 

b ]2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ]2

; 2)

[2 a + b ; a + 2 b ]2

; 3)

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) [ a ;

 

 

 

 

¡!

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17. Довести тотожнiсть

[ a ; b ]2

+ ( a b )2 = a

2

 

b

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

¡!

 

.

 

 

 

 

 

+ c

 

 

= 0

 

 

 

 

18. Вектори

 

a

,

 

b

 

 

c

 

 

задовольняють умову

 

a

+ b

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

¡!,

 

¡!

 

 

 

 

¡!

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ] = [ b ; c ] = [ c ; a ]

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Довести, що [ a ; ¡!

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

!¡ ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

 

b

= (1; 2;

 

 

 

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

= (3;

¡

1;

¡

,

 

 

¡

. Знайти ко-

 

 

 

 

19. Задано вектори ¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ординати векторного добутку:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ]

 

 

 

 

[2 a

 

 

 

 

 

b ; 2 a + b ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) [ a ;

; 2)

 

 

 

¡! ¡

¡!

 

 

 

¡!

 

 

¡! .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

130

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]