Диагонали прямоугольника abcd пересекаются в точке о. а) постройте вектор of, равный сумме векторов оа и od. б) докажите, что четырехугольник oafd-ромб. в) выразительно вектор вс через векторы ас и af. г) укажите вектор, выходящий из точки в, который является разностью векторов df и do
а) Задача состоит в построении вектора OF, равного сумме векторов OA и OD. Для этого нам необходимо взять точку О в качестве начала координат и построить векторы OA и OD, которые будут выполнять роль сторон прямоугольника. Затем мы складываем эти два вектора по правилу параллелограмма. То есть, берем конец вектора OA, который есть точка A, и проводим из неё вектор, равный вектору OD. Конец этого вектора будет точка F, которая и будет концом искомого вектора OF. Итак, вектор OF будет равен сумме векторов OA и OD.
б) Докажем, что четырехугольник OAFD - ромб. Для этого нам необходимо доказать, что противоположные стороны четырехугольника равны.
1. Посмотрим на сторону OA четырехугольника OAFD. По построению вектора OF мы знаем, что вектор OF равен сумме векторов OA и OD.
2. Рассмотрим сторону AF четырехугольника OAFD. Для этого построим векторы AF и AO. Из условия задачи мы знаем, что точка О является точкой пересечения диагоналей, а значит и их серединой. То есть, точка О делит диагональ BD пополам. Другими словами, вектор OD равен вектору OB, так как они являются кодиагональными. Итак, вектор AF будет равен вектору AO минус вектору OF. Заменим вектор AO на вектор OD и получим, что вектор AF равен OD - OF.
3. Теперь сравним стороны OA и AF. Из первого пункта мы знаем, что вектор OF равен сумме векторов OA и OD. Подставим это значение в уравнение вектора AF и получим, что вектор AF = OD - (OA + OD) = -OA. То есть, вектор AF равен вектору -OA. Следовательно, стороны OA и AF равны по длине.
4. Рассмотрим сторону FD четырехугольника OAFD. Для этого построим векторы FD и DO. По аналогии с предыдущим пунктом, мы знаем, что вектор AF равен вектору -OA. Запишем это уравнение в виде AF + OA = 0. Перенесем вектор AF налево и получим, что OA = -AF. Таким образом, стороны ОА и AF равны по длине и противоположно направлены.
Итак, мы доказали, что сторона ОА равна стороне AF и сторона OD равна стороне FD. Значит, четырехугольник OAFD является ромбом.
в) Теперь выразим вектор ВС через векторы АС и AF. Для этого применим свойство параллелограмма, которое говорит о том, что вектор, соединяющий середины диагоналей параллелограмма, равен половине суммы этих диагоналей. Вектор СF - это вектор, соединяющий середины диагоналей ромба.
1. Рассмотрим диагональ ОА и её середину М. Вектор ОМ будет равен полусумме векторов ОА и ОС. То есть, ОМ = (OA + OC) / 2.
2. Теперь рассмотрим векторы ОМ и ОC. Заменим вектор ОМ на его значение и получим следующее: (OA + OC) / 2 + ОC. Раскроем скобки и получим ответ: ОC / 2 + OA / 2 + ОC = (OA + ОC) / 2 + ОC = (АС + ОС) / 2.
3. Значит, вектор СF равен полуразности векторов АС и ОС. То есть, вектор СF = (АС - ОС) / 2.
г) Нам нужно найти вектор, выходящий из точки О и являющийся разностью векторов DF и DO. Для этого вычтем вектор DO из вектора DF.
1. Вектор DF выражается как сумма векторов DO и OF: DF = DO + OF.
2. Заменим вектор OF на его значение и получим: DF = DO + (OA + OD).
3. Теперь вычтем вектор DO из вектора DF: DF - DO = (DO + (OA + OD)) - DO = OA + OD.
4. Получим ответ: вектор, выходящий из точки О и являющийся разностью векторов DF и DO, равен вектору ОА + ОD.