ВекторыРефераты >> Математика >> Векторы
Задача 1.
Даны два вектора AB и CD, причем А( -1; 2; 4), В ( -4; 5; 4), С( -1; -2; 2) и D(2; 1;5).
Определить, перпендикулярны они друг другу или нет.
Решение.
Найдем сначала координаты векторов. АВ= ( -3; 3; 0) и СD= (3; 3; 3).
Вычислим теперь скалярное произведение этих векторов:
АВ х СD=( -3) х 3 + 3 х 3 + 0 х 3 = 0.
Последнее и означает, что АВ СD.
Задача 2.
Дан произвольный треугольник АВС. Доказать, что можно построить треугольник, стороны которого равны и параллельны медианам треугольника АВС.
Решение.
Обозначим медианы треугольника АВС через ВЕ, СFи обозначим векторы, идущие вдоль сторон треугольника АВС, через а, в, с:
ВС = а, СА = в, АВ = с
(рис.8). Тогда
АD= АВ + ВD= АВ += с +
аналогично определяются и другие медианы:
ВЕ = а + , СF= в +
Так как, в силу условия замкнутости
ВС + СА + АВ = а + в + с =0,
то мы имеем:
АD+ ВЕ + СF= ( с + ) + (а + ) + ( в + ) = ( а + в + с) = х 0 = 0.
Следовательно, отложив от точки В, вектор В1С1 = ВЕ и от точки С1 – вектор С1D1 = СF, мы получим.
А1В1 + В1С1 + С1D1 = АD+ ВЕ + СF= 0.
А это значит (в силу условия замкнутости), что ломаная А1В1С1D1 является замкнутой, т.е. точка D1 совпадает с А1.
Таким образом, мы получаем треугольник А1В1С1 (рис.9), стороны которого равны и параллельны медианам АD, ВЕ, СF исходного треугольника.
Задача 3.
Доказать, что для любого треугольника имеет место формула
с2 = а2 + в2 – 2ав х соs С(теорема косинусов)
Решение.
Положим: а = СВ, в = СА,
с = АВ (рис.10).
Тогда с = а – в, и мы имеем
(учитывая, что угол между векторами а и в равен С):
с2 = ( а – в )2 = а2 – 2ав + в2 = а2 – 2ав х соs С + в2.
Задача 4.
Докажите, что сумма квадратов диагоналей параллелограмма равна сумме квадратов его сторон.
Решение.
Пусть четырехугольник АВСD – параллелограмм (рис.11). Имеем векторные равенства
АВ + AD= АС, АВ – АD= DВ.