vm1
.pdfВикористовуючи властивостi векторного добутку i рiвностi (27) – (30), дiстанемо
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b ] = [(x i + y |
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j + z |
k ); (x |
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i + y |
j + z |
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k )] = |
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[ a ; ¡! |
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j ; i ] + z x [ k ; i ] + x y |
[ i ; j ]+ |
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= x1x2[¡!i ; ¡!i ] + y1x2[¡! ¡! |
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1 2 |
¡! |
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¡! |
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1 2 |
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¡! ¡! |
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j ; j ] + z |
y |
[ k ; j ] + x |
z |
2 |
[ i ; k ] + y z [ j ; k ]+ |
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+y1y2[¡! ¡! |
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1 |
2 |
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¡! |
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1 |
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¡! |
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k ; k ] = y x ( |
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k ) + z |
x |
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j + x |
y |
k + z |
y |
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( |
i )+ |
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+z1z2[¡! ¡! |
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1 2 |
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1 |
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1 |
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2 |
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1 |
2 |
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¡!¡ |
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j )+y |
1 |
z |
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i = (y z z |
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y |
) i (x z |
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z |
x |
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) j +(x y |
y x ) k : |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+x1z2(¡¡! |
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2!¡ |
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1 2¡ |
1 |
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2 |
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¡!¡ |
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1 |
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2¡ |
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1 |
2 |
¡! |
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1 |
2¡ 1 2 |
!¡ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Рiзницi, якi стоять в дужках, є визначниками другого по- |
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рядку. Тому |
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a ; b ] = |
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y1 z1 |
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¯ |
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i |
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¯ |
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x1 z1 |
|
¯ |
j + |
¯ |
x1 y1 |
|
¯ |
k : |
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[¡! |
!¡ |
|
y2 z2 |
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¡! ¡ |
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¡! |
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x2 y2 |
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¡! |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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Одержаний вираз,¯ |
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згiдно¯ |
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з властивiстю¯ ¯ |
про¯ |
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розклад¯ |
визнач- |
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ника третього порядку за елементами першого рядка, можна |
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остаточно записати у виглядi |
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j |
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k |
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a ; b ] = |
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¡!i |
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!¡ |
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¡! |
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(31) |
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x1 y1 |
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z1 |
: |
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[!¡ ¡! |
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¯ |
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x2 |
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y2 |
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z2 |
¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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Приклад 5. Обчислити |
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b ] |
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, якщо¯ |
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a |
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= 10 |
, |
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b |
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= 2 |
i |
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¯[ a ; ¡! |
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j |
j!¡ j |
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¡! |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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b = 12 |
. |
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j |
!¡ |
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j |
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j |
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a ¡! |
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a b = |
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a |
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b |
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cos ® |
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® |
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¡! |
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, де |
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– кут мiж |
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J Скористаємося формулою ¡!¡! |
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j!¡ j j¡!j |
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a |
b |
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векторами ¡! i |
¡!. Тодi |
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b |
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12 |
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3 |
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a |
¡! |
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cos ® = |
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¡! |
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= |
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= |
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; |
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a |
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b |
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20 |
5 |
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¡! |
j |
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j¡!j j |
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9 |
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|||
а тому sin ® = p1 ¡ cos2 ® = r1 ¡ |
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= |
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. Згiдно формулою (24) |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
25 |
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5 |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
маємо |
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4 |
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|||||
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[ a ; b ] |
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= 10 |
¢ |
2 |
¢ |
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= 16: |
I |
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5 |
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j ¡! |
¡! j |
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a |
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b |
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[ a + |
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Приклад 6. Вектори ¡! i |
|
¡! перпендикулярнi. Знайти |
j ¡! |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
b ; a |
|
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b ] |
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a = 3 |
i |
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b = 4 |
. |
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¡! |
!¡ |
¡ |
¡! , якщо |
j |
¡! |
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|
j |
¡! |
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j |
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j |
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j |
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121 |
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||||||
J Згiдно з властивостями векторного добутку маємо
[ a + ¡! |
¡! ¡ |
¡! |
|
|
!¡ ¡! ¡ ¡! |
!¡ |
|
¡! |
¡! |
¡ |
!¡ ¡! |
|
|
¡ ¡! |
¡! |
|
||||||||||||||||||||
¡! |
|
|
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[ b ; b ] = |
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|||||||||||||||||||||||
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b ; a |
b ] = [ a ; a ] |
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[ a ; b ] + [ b ; a ] |
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2[ a ; b ]: |
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|||||||||||||||||||||||||||
Тому |
|
[ a + ¡! |
|
|
¡! |
|
|
¡! |
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|
¡! |
¡! |
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|
|
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: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
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||||||||||||||
|
Приклад 7. Довести, що вектори |
|
a = [ p ; n ], ¡! |
¡! !¡ |
i |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
!¡ |
|
|
!¡ ¡! |
|
|
b |
|
|||||||
c = [ r ; n ] |
|
|
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|
|
|
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|
|
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|
= [ q ; n ] |
|
|||||
|
|
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|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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-
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j!¡ j |
|
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 |
¯ |
= 15!¡i + 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 |
|
|
|
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|||||||||||
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!¡ |
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¡! |
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¡! |
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|
¡! |
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||||
|
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|
b ] c = |
|
a [ b ; c ] |
дозволяє записува- |
||||||||||||||||
|
Доведена рiвнiсть [ a ; ¡! |
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|
|
¡! |
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|||||||||||||||||||||
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|
!¡ |
|
|
b |
|
¡! |
просто у виглядi |
|||||||
|
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|
c |
||||||||
ти мiшаний добуток трьох векторiв a , ¡! i |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
¡! |
b |
|
¡! |
|
|
|
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|
|
c |
, не вказуючи при цьому, якi саме два вектори перемно- |
|||||||||||||||||||||||||||||
a !¡ |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
жуються векторно, тобто |
|
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a |
¡! |
|
|
¡! |
!¡ |
¡! |
|
|
¡! |
¡! |
¡! |
|
|
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|||||||
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¡! |
|
!¡ |
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||||||||||
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b c = [ a ; b ] c = a [ b ; c ]: |
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|
|
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|
¡! |
b |
|
¡! |
|
|
|
|
|
b |
c = 0 |
|
|
|
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|
||||
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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 |
¯ |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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¯ |
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¯ |
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¯ |
|
|
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¯ |
|
|
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|
|
¯ |
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|||||
¯ |
|
Легко бачити, що ¯отриманий¯ |
вираз¯ |
є розкладом¯ ¯ визначника¯ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x |
|
|
|
y |
|
|
z |
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
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¯ |
x1 |
|
|
y1 |
|
z1 |
¯ |
|
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||||||
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
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|
|
|
|
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|
||||
¯ |
x2 |
|
|
y2 |
|
z2 |
¯ |
|
за елементами третього рядка. Отже, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
¯ |
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
¯ |
|
|
|
|
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|
¯ |
|
|
|
|
|
|
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|
¯ |
|
|
|
|
|
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¯ |
|
|
|
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|
|
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|
|
||
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
y |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡!¡!¡! |
|
|
|
|
¯ |
|
|
x1 |
|
|
y1 |
|
z1 |
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|||||||||||||||||||
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|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
b |
c |
|
= |
|
¯ |
|
|
x |
|
|
|
|
y |
|
|
z |
|
|
|
¯ |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(33) |
|||||||||||
|
|
|
|
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¯ |
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|
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|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
¡! |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
|
3 |
|
компланарнi тодi й тiльки тодi, коли |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
x |
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
x1 |
|
|
y1 |
|
|
|
|
|
z1 |
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
x2 |
|
|
y2 |
|
|
|
|
|
z2 |
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(34) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ = 0: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
¯ |
|
|
|
|
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|
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|
¯ |
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|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Приклад |
|
|
12. |
|
|
|
¯Визначити |
|
|
орiєнтацiю¯ |
трiйки |
векторiв |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
( a ; |
¡! |
!¡ |
, якщо |
¡! |
|
¡! |
|
¡!, |
|
¡! |
|
|
|
|
|
¡! |
¡ |
¡!, |
|
!¡ |
|
|
!¡ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
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|
|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
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 |
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¡! |
= 0 |
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¡! |
b |
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¡! |
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b ; |
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||||||||||||||||
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c |
|
, то вектори |
|
a |
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
компланарнi, а тому для них вiд- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a ¡! |
|
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|
, ¡! i |
|
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¡! |
|
!¡ |
¡! |
. Тому обчислимо мiшаний |
||||||||||||||||||||||||||||||
сутнє поняття орiєнтацiї трiйки ( a ; |
|
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|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
добуток a |
¡! . |
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b |
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c |
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¡! |
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¡! |
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|||||||||
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b c |
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¡! |
|
¡! i |
¡! |
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||||||||
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|
Подамо вектори |
|
|
за допомогою їхнiх координат: |
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|
a ; |
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a = !¡i |
+ ¡! |
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||||||||||
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|
!¡ |
|
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|
j |
|
= (1; 0; 0) + (0; 1; 0) = (1; 1; 0); |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
¡! |
|
= |
¡! ¡ !¡ |
= (1; 0; 0) |
¡ |
(0; 1; 0) = (1; |
¡ |
1; 0); |
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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b |
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i |
|
|
j |
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||||||||||||||||||||||||||||||||
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c |
= ¡! |
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|
¡! |
|
|
|
|
k |
|
|
= (0; 0; 1): |
|
|
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|||||||||||||||
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|
Згiдно з формулою (33) |
¯ |
|
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|
¢ ¡ |
|
|
|
|
¯ |
|
|
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¯ |
|
¡ |
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||||||||||||||||||||||||||||||
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¯ |
0 |
0 |
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1 |
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|||||||||||||||
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¯ |
1 |
1 |
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0 |
¯ |
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¯ |
|
1 |
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¡ |
|
|
¯ |
|
|
|
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|
||||
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|
¡!¡!¡! |
|
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¯ |
|
¡ |
|
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¯ |
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3+1 |
¯ |
|
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|
1 |
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¯ |
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|||||||||||
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1 |
|
|
1 |
|
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|||||||||||||||
|
|
|
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|
a b c = |
|
¯ |
1 |
|
1 0 |
¯ |
= 1 ( 1) |
|
|
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|
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|
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|
= 2 < 0: |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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¯ |
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|
127
|
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|
¡! |
b ; |
¡! |
|
|
I |
|
|
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|
c ) |
є лiвою. |
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|
Звiдси випливає, що трiйка ( a ; ¡! |
|
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a |
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||||||||||
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|
|
c |
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
|
b |
|
Приклад 13. Вектор ¡! перпендикулярний до векторiв ¡! i |
||||||||||||||||||||
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|
30 |
|
|
|
a |
b |
c |
|
|
|
a |
|
= 6 |
, |
||
¡!, кут мiж якими дорiвнює |
|
±. Обчислити !¡ |
!¡ !¡ , якщо |
j |
¡! |
j |
|
|||||||||||||||
j!¡ j |
= 3 |
i |
j¡!j |
= 3 |
. |
|
|
|
|
|
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|
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||||
b |
|
c |
|
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¡! |
|
¡! |
|
|||||||
|
|
J |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|||||
§ |
|
|
Згiдно з геометричним змiстом мiшаного добутку |
|
a ¡! |
|
|
|||||||||||||||
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!¡ |
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 |
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|
|
|
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|
c |
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|
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|
|
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|
|||
|
|
|
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|
|
|
|
c |
|
перпендикулярний до площини цього парале- |
||||||||||||||||||||||||||||
a i ¡!. Тодi вектор |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
!¡ |
? |
!¡ |
i |
¡! |
? |
¡!, а тому |
j¡!j |
|
– висота паралелепiпеда. |
|||||||||||||||||||||||||||
лограма, бо c |
|
|
|
a |
|
c |
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||
|
Маємо, що площа S паралелограма дорiвнює |
|
|
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S = |
|
a |
|
|
¡! |
|
|
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± |
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кв. од. |
|
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|
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|
|
|
|
¢ |
|
¢ 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
j¡!j j |
b |
j |
sin 30 |
|
|
= 6 |
3 |
|
|
|
): |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 = 9 ( |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Тодi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
= 9 |
|
3 = 27 ( |
|
|
): |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
V = Sj!¡ j |
|
|
|
|
|
¢ |
|
|
|
|
|
куб. од. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Отже, |
¡! |
b |
|
¡! |
|
= |
|
§ |
27 |
, |
причому |
!¡ |
¡! |
= |
27 |
, якщо |
трiйка |
||||||||||||||||||||
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
a |
|
b c |
||||||||||||||||||||||||||
¡! |
a ¡! |
|
|
¡! |
|
|
¡! |
|
|
|
|
¡! |
|
|
||||||||||||||||||||||||
!¡ |
|
|
|
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|
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||
AB; AC]AD |
|
¯ |
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
[¡¡! ¡! ¡¡! = |
7 |
|
7 |
|
7 |
|
|
|
|
¡ |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
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¯ |
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
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¯ |
2 |
¡2 |
|
¡3 |
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB; AC]AD |
|
¯ |
¡ |
¡ |
|
|
6 |
¯ |
= 0 + 84 + 84 0 + 54 + 84 = 308; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
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¯ |
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
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|
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
|
|
|
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|
|
S4ABC = 2j[¡¡! ¡! j |
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||||||||||||||
|
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1 |
|
AB; AC] : |
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|||||
|
Оскiльки |
|
|
|
|
|
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¯ |
¡!i |
|
¡! |
|
¡! |
¯ |
|
|
¯ |
|
|
|
¯ |
|
|
¯ |
|
|
¯ |
|
||||||||
|
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4 |
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|
0 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
[AB; AC] = |
¯ |
|
|
|
|
|
j |
|
|
k |
¯ |
= |
¯ |
¡2 |
¡3 |
¯ |
|
|
¯ |
|
2 ¡3 |
¯ |
j + |
||||||||
|
¡¡! ¡! |
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
¡ |
|
¡ |
¯ |
|
|
¯ |
0 |
6 |
|
¯ |
!¡ ¡ |
¯ |
|
4 6 |
¯ |
¡! |
||||||
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
||||||
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
¯ |
|
|
¯ |
|
|
|
¯ |
|
|
¯ |
|
|
¯ |
|
||
|
|
|
|
¯ |
|
¯ |
|
2 |
|
|
2 |
¯ |
|
|
¯ |
¡ ¡! ¡ ¡! ¡! |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 0 |
¡! |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
+ |
¯ |
|
|
¡ |
|
¯ |
|
k = 12 i |
24 j + 8 k ; |
|
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|||||||||||||||||
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
¯ |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
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|
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|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
то [¡¡! ¡! |
j |
|
|
|
¯ |
¡ |
|
2 |
|
¯ |
¡ |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
||||||
j |
Тодi |
= |
p |
12) |
|
|
|
24) |
|
|
+ 8 |
= 784 = 28 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
AB; AC] |
|
|
( |
|
|
|
+ ( |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S4ABC = |
1 |
|
¢ 28 = 14 (кв. од); |
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|||||||||||||||
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|||||||||||||||||
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2 |
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|||||||||||||||||
а тому шукана висота H = |
154 |
= 11 (од.). I |
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|||||||||||||||||||||||
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14 |
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||||||||||||||||||||||||
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
|
|
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~ |
|
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|
|
¼ |
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|
p |
|
|
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|
|
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|
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|||||
|
4. |
Вектори ~a i b утворюють кут ' = |
6 |
. Знаючи, що j~aj |
= 3, |
|||||||||||||
~ |
|
|
|
|
|
|
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~ |
|
~ |
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|
|
jbj = 1, обчислити кут ® мiж векторами p~ = ~a + b i ~q = ~a ¡ b. |
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||||||||||||||
|
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 ) |
|
|
|
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|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
|||
|
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) |
. |
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
на векторах ¡! |
|
|
|
= 1 |
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
¡ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
b |
|
|
= 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||
|
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|
|
9. Нехай j¡!j |
|
|
|
|
|
|
, j!¡ j |
|
|
|
|
|
i кут мiж векторами |
|
|
|
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|
. Обчислити: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1) |
|
|
|
b ] |
; 2) |
|
|
[2 a + b ; a + 2 b ] |
; 3) |
|
|
[ a + 3 b ; 3 a |
|
|
|
|
|
b ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[ a ; ¡! |
j |
|
|
¡! |
|
|
!¡ |
|
¡! |
|
|
|
|
!¡ |
j |
j |
¡! |
|
|
|
¡! |
¡! |
|
¡ |
¡! . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
j |
¡! |
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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) |
|
|
|
|
¡! |
|
|
!¡ |
|
|
¡! ¡ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
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|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 b |
|
|
||||||
Обчислити площу трикутника, побудованого на векторах !¡ ¡ |
|
|
¡! i |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 a + 2¡!. |
|
|
|
|
|
a |
|
|
= 2 |
|
|
|
b |
|
|
= 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
¼ |
|
|
12. Нехай j!¡ j |
|
|
|
|
|
, 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 |
¡! |
|
|
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j |
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6 |
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якщо |
a |
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= 6, |
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b |
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= 5 |
. |
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j |
¡! |
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j¡!j |
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j |
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a |
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= 3 |
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b |
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= 26 |
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[ a ; b ] |
= 72 |
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a b |
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14. Вiдомо, що j!¡ j |
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, j¡!j |
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i j |
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¡! |
|
¡! j |
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. Обчислити ¡!¡!. |
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a |
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b |
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a |
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= 3 |
, |
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|
|
b |
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|
= |
|||||||||
|
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|
15. Вектори ¡! i |
¡! перпендикулярнi. Знаючи, що |
|
j |
¡! |
j |
|
|
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|
j |
!¡ |
j |
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4. Обчислити |
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[3 a |
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b ; a |
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2 b ] |
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||||||||||||||||||||||||||
j |
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|
¡! |
!¡ ¡ |
¡! . |
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|
® = 2¼ |
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a = 1 |
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!¡ ¡ b |
|
|
j |
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|
. Знаючи, що |
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16. Вектори a i |
¡! утворюють кут |
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, |
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¡! |
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|
j¡!j |
|
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||||||||||
|
b |
|
= 2 |
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3 |
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j!¡ j |
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|
, обчислити: |
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[ a + 3 b ; 3 a |
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b ]2 |
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|
b ]2 |
; 2) |
[2 a + b ; a + 2 b ]2 |
; 3) |
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|
. |
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|
1) [ a ; !¡ |
|
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|
¡! |
|
|
!¡ |
|
¡! |
|
|
|
!¡ |
|
|
¡! |
|
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|
|
!¡ |
|
|
|
¡! |
|
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|
!¡ |
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¡! |
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¡ |
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|||||||||||||||||||
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17. Довести тотожнiсть |
[ a ; b ]2 |
+ ( a b )2 = a |
2 |
|
b |
|
2 |
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¡! |
!¡ |
|
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|
!¡ |
¡! |
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
!¡ |
. |
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|
+ c |
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|
= 0 |
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18. Вектори |
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a |
, |
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b |
|
|
c |
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задовольняють умову |
|
a |
+ b |
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¡! |
¡!, |
!¡ |
|
¡! |
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|
¡! |
|
|
|
¡! |
|
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|
|
. |
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|
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b ] = [ b ; c ] = [ c ; a ] |
. |
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Довести, що [ a ; ¡! |
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|
!¡ |
¡! |
|
|
|
|
!¡ ¡! |
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|
!¡ |
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|
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|
|
2) |
|
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|
b |
= (1; 2; |
|
|
|
1) |
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
a |
|
= (3; |
¡ |
1; |
¡ |
, |
|
|
¡ |
. Знайти ко- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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19. Задано вектори ¡! |
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¡! |
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ординати векторного добутку: |
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b ] |
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[2 a |
|
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b ; 2 a + b ] |
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||||||||||||||||||
|
|
|
|
1) [ a ; !¡ |
; 2) |
|
|
|
¡! ¡ |
¡! |
|
|
|
¡! |
|
|
¡! . |
|
|
|
|
|
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|
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|
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|||||||||||||||||||||
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|
¡! |
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|||||||||||
130
