- •Введение
- •Раздел 1. ЛИНЕЙНАЯ И ВЕКТОРНАЯ АЛГЕБРА
- •1.1. ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА
- •§1. Матрицы и действия с ними
- •§2. Определители
- •§3. Обратная матрица
- •§4. Крамеровские системы линейных уравнений. Метод Крамера
- •§5. Крамеровские системы линейных уравнений. Матричный метод решения систем линейных уравнений
- •§6. Ранг матрицы
- •§7. Системы линейных уравнений: общий случай
- •§8. Метод Гаусса
- •§9. Однородные системы
- •1.2. ВЕКТОРНАЯ АЛГЕБРА
- •§12. Базис и координаты
- •§13. Орт и направляющие косинусы
- •§15. Векторное произведение векторов
- •§16. Смешанное произведение векторов
- •§17. Основные понятия
- •§18. Полярная система координат
- •§19. Прямая на плоскости
- •§20. Кривые второго порядка. Эллипс
- •§21. Гипербола
- •§22. Парабола
- •§23. Плоскость
- •§24. Прямая в пространстве
- •§25. Поверхности второго порядка
- •Раздел 3. ВВЕДЕНИЕ В МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •3.2. ТЕОРИЯ ПРЕДЕЛОВ
- •§ 29. Предел функции
- •§ 30. Основные свойства пределов функции
- •§ 31. Замечательные пределы
- •3.3. НЕПРЕРЫВНОСТЬ ФУНКЦИИ
- •§ 32. Непрерывность функции в точке
- •§ 33. Точки разрыва графика функции и их классификация
- •§ 34. Определение производной функции
- •§ 35. Производные некоторых элементарных функций
- •§ 36. Основные правила дифференцирования
- •§ 39. Дифференциал функции
- •§ 40. Производные и дифференциалы высших порядков
- •§ 41. Правило Лопиталя
- •§ 43. Нахождение наибольшего и наименьшего значений функции на отрезке
- •§ 44. Схема исследования функции и построения графика
- •§ 45. Формула Тейлора
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список
Решение. |
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Находим |
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скалярное |
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произведение |
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этих |
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векторов: |
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a |
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4m 3m 28 0. |
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Так как |
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, то |
a |
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0. Отсюда |
7m 28 0, |
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b |
b |
b |
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m 4. |
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3. Найти 5 |
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2 |
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если |
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2; |
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Решение. |
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2 10 22 0 3 32 40 27 13. |
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Здесь |
спользованы свойства |
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a |
b 0 при |
a |
b. |
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4. Определ ть угол между векторами |
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a |
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i 2 j 3k |
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и b 6i 4 j 2k. |
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Решен е. Так как |
a |
b |
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a |
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b |
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cos , |
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то cos |
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a |
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Имеем |
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a |
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1 6 2 4 3 2 8; |
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a |
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b |
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36 16 4 |
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Д |
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cos |
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14 2 |
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2 14 |
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arccos |
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5. Дана сила F 5, 1, 4 , точки A 2,3,6 и B 1,5, 3 . Ка- |
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кую работу производит сила F , |
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И |
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когда точка ее приложения, двигаясь |
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прямолинейно, перемещается из точки А в точку В? |
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Решение. |
Работа силы равна скалярному произведению вектора силы |
AB 1 2;5 3; 3 6 3;2; 9 . Нахо-
А=F AB 5 3 ( 1) 2 ( 4) ( 9) 15 2 36 19.
§15. Векторное произведение векторов
Векторным произведением векторов a и b называется вектор
53
c a b c [a,b] (см. прил. 11), удовлетворяющий условиям:
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sin |
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длина векторного произведения; |
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2) |
с |
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a |
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c |
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вектор |
с |
перпендикулярен плоскости векторов |
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x |
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бА |
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Рис. 12 |
б |
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3) |
с |
расположен по отношению к векторам |
a |
и |
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так же, как |
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b |
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ось |
Oz |
к осям |
Ox |
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и |
Oy |
(рис. 12). |
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Направление вектора |
с |
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определяется правилом буравчика (пра- |
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вого винта). |
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Свойства: |
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b (сочетательность); |
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b |
c |
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a |
b |
a |
c |
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(дистрибутивность). |
Критерий коллинеарности
a ||b a b 0.
Замечание. Если известны координаты векторов, то для проверки их коллинеарности можно проверить пропорциональность координат.
54
Пример
Известны координаты векторов. Являются ли они коллинеарны-
ми?
Решение. |
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a |
3;1;4 ; |
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b |
6;2;8 ; |
c |
6;3;8 . |
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пропорции |
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координат векторов. Так как |
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, |
то |
a |
||b; |
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, то |
a |
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c |
. Получили, что векторы |
a |
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и |
b |
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колл неарны, а векторы |
a |
и |
c |
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не коллинеарны. |
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Составим |
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Теорема (геометрический смысл векторного произведения). |
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Пусть a |
b |
меют о щее начало. Тогда длина векторного произве- |
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и b. |
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векторов равна площади параллелограмма, построенного на |
a |
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дения |
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Доказательство. |
Вспомним формулу площади параллелограм- |
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ма (рис. 13): |
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sin |
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Рис |
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И |
Заметим, что, по определению векторного проиведения,
a b a b sin a,b , т. е. Sпар a b .
Основное использование
1. Sпар a b .
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2. S |
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момент силы F , приложенной к точке А отно- |
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BA |
F |
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сительно точки В, – это вектор, равный векторному произведению |
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вектора перемещения |
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Теорема (выражение векторного произведения векторов че- |
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рез их коорд наты). Пусть |
a |
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x1, y1, z1 и |
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x2, y2, z2 . Тогда |
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b |
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С |
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x2 y2 z2 |
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Доказательство. Составим таблицу векторных произведений |
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базисных векторов: |
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Для запоминания таблицы удобна «шпаргалка»: |
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Докажем |
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теорему. |
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По |
условию, |
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. Имеем |
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Посмотрите видео 2. |
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Примеры: |
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2;1; 1 координаты двух векторов. |
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Тогда их векторное произведение равно |
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2. Найти векторное произведение векторов |
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Решение. Имеем |
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3. Вычислить площадь параллелограмма, построенного на векторах
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6i 3 j 2k и b 3i 2 j 6k. |
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Решение. Находим векторное произведение векторов |
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С14i 42 j 21k. |
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Так как Sпар |
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b , то |
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49 кв.ед. . |
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142 42 2 21 2 |
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4. Вычислить |
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треугольника |
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вершинами A1,1,1 ; |
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B 2,3,4 ; C 4,3, 2 . |
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Решение. Находим векторы |
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Следовательно, |
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