Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
razdel_1_konspekta_lektsy.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
18.04.2015
Размер:
993.48 Кб
Скачать

Сравнивая (1) и (2), получим (a,b)=

 

ar

 

 

 

 

 

 

 

b

cosα.

 

 

 

 

Задача 1.4.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

m

 

При каком значении m

 

2

 

 

4

 

векторы a =

 

и b =

ортогональны?

 

 

1

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a ,b )= 3 m +(2) 4 +1 0,5 =3m 7,5 . Из

 

условия ортогональности векторов следует:

3m 7,5 = 0 , или m = 2,5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1.4.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислите

 

 

 

cr

 

 

 

, если c = 5 p 2 q ,

 

pr

 

= 3 ,

 

qr

 

= 4 , pr qr = 60o .

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

2 = (c, c)= (5 p 2q, 5 p 2q )= 25(p, p)20(pr, qr)+ 4(qr, qr)=

 

 

= 25

 

p

2

20

 

p

 

 

 

q

 

 

 

qr

 

2

 

= 25 9 20 3 4 cos 60o + 4 16 =169 .

 

 

 

 

 

cos p

q + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда cr = 169 =13 .

Задачи, использующие скалярное произведение

Скалярное произведение используется при решении геометрических задач для нахождения длин, углов, иных геометрических величин и для проверки параллельности или перпендикулярности. Основными являются следующие задачи.

1. Определение угла α между векторами a и b .

Косинус угла α между векторами a и b вычисляется по формуле:

cosα =

 

(ar,b )

 

r

 

 

 

r

 

.

 

 

 

 

 

a

 

 

b

 

 

Задача 1.4.3

 

 

 

 

B в треугольнике ABC , если A(2,−1,4),

Найдите внутренний угол A и внешний угол

 

 

B (4,0,2) и C (2,−3,1).

 

 

 

 

 

 

 

Решение

Внутренний угол A в треугольнике ABC - это угол между векторами AB и AC . Внешний угол

B в треугольнике ABC - это угол между векторами AB и BC (рис. 1.4.2).

B

A

C

Рис. 1.4.2.

25

4

2

 

2

 

2 2

 

0

 

2 4

 

2

 

0

+1

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

3 0

 

 

3

 

AB =

 

=

 

, AC =

3 +1

=

 

, BC =

 

=

.

 

2

4

 

 

2

 

 

1 4

 

 

3

 

 

1 2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Считается, что угол определен, если найдена любая из тригонометрических функций этого

угла, например косинус. поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos A =

 

(AB, AC )

 

 

=

 

 

 

 

 

2 0 +1 (2)+(2) (3)

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

AC

 

 

 

 

 

 

22 +12 +(2)2 02 +(2)2 +(3)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

0 2 + 6

 

 

 

 

 

=

 

4

 

 

 

=

 

4

 

.

 

cos B =

(AB,

 

BC)

=

 

 

 

 

 

 

 

4 +1

+ 4 0 + 4 + 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 13 3 13

 

 

 

AB

 

BC

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

2 (2)+1 (3)+ (2) (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

4 3 + 2

 

 

=

 

 

5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22 +12 + (2)2 (2)2 + (3)2 + (1)2

4

+1+ 4 4 +9 +1 3

14

 

 

2. Вычисление проекции вектора на направление другого вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проекция вектора a на направление вектора b (Прb a)вычисляется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пр a =

 

a

 

cos α =

(a

,

b), (рис. 1.4.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прbra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прbra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.4.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1.4.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

Найдите

проекцию

вектора

a + 2 b

на

 

 

 

 

вектор

MN ,

если

 

a =

3 ,

b =

6 ,

M (3; 2;5), N (3; 4; 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a +

 

 

 

 

 

MN ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пр

MN

(ar

+ 2br)=

2b,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

4 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

3

 

0

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

6

 

 

 

3

12

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

4

+ 2

 

 

6

 

 

 

a + 2b =

 

+ 2

 

=

 

 

 

=

.

 

MN =

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1 +

4

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

+ 5

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пр

 

 

(a + 2b)=

0 0 +

(9) 6 +3 8

=

54 +24

=

30

= 30 = −3 .

 

 

 

MN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

02 +62 +82

 

 

 

 

 

 

 

36 +64

 

100

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]