Даны координаты 4 точек а(1; -2; 3),в(2; 1; 2),с(-3; 4; 1),d(5; 1; -2).найти а)координаты векторов ав,сd,2ab+3cd; ,) модули векторов ab,cd; в)скалярное произведение ab и cd; г)косинус угла между векторами ab и cd; д)проекцию вектора ав на направление вектора cd; е) направляющие косинусы векторов ав,cd; ж)векторное произведение ab и cd; з) площадь треугольника,построенного на векторах ab,cd и) смешанное произведение ab cd b,где b=i+2j+3k; к)объем пирамиды abcd
а) Найдем координаты вектора AV:
Вектор AV можно найти как разность координат точек A и V:
AV = V - A = (2 - 1, 1 - (-2), 2-3) = (1, 3, -1)
Теперь найдем координаты вектора CD:
CD = D - C = (5 - (-3), 1 - 4, -2 - 1) = (8, -3, -3)
Теперь найдем координаты вектора 2AB + 3CD:
Сначала найдем вектор 2AB:
2AB = 2 * (B - A) = 2 * (2 - 1, 1 - (-2), 2 - 3) = 2 * (1, 3, -1) = (2, 6, -2)
Теперь найдем вектор 3CD:
3CD = 3 * (D - C) = 3 * (5 - (-3), 1 - 4, -2 - 1) = 3 * (8, -3, -3) = (24, -9, -9)
Теперь сложим векторы 2AB и 3CD:
2AB + 3CD = (2, 6, -2) + (24, -9, -9) = (2 + 24, 6 + (-9), -2 + (-9)) = (26, -3, -11)
Таким образом, координаты вектора 2AB + 3CD равны (26, -3, -11).
б) Найдем модули векторов AB и CD используя формулу модуля вектора:
Модуль вектора AB: |AB| = √(x^2 + y^2 + z^2)
AB = (B - A) = (2 - 1, 1 - (-2), 2 - 3) = (1, 3, -1)
|AB| = √(1^2 + 3^2 + (-1)^2) = √(1 + 9 + 1) = √11
Модуль вектора CD: |CD| = √(x^2 + y^2 + z^2)
CD = (D - C) = (5 - (-3), 1 - 4, -2 - 1) = (8, -3, -3)
|CD| = √(8^2 + (-3)^2 + (-3)^2) = √(64 + 9 + 9) = √82
Таким образом, модуль вектора AB равен √11, а модуль вектора CD равен √82.
в) Найдем скалярное произведение векторов AB и CD используя формулу скалярного произведения:
Скалярное произведение векторов AB и CD: AB · CD = x1 * x2 + y1 * y2 + z1 * z2
AB = (B - A) = (2 - 1, 1 - (-2), 2 - 3) = (1, 3, -1)
CD = (D - C) = (5 - (-3), 1 - 4, -2 - 1) = (8, -3, -3)
AB · CD = 1 * 8 + 3 * (-3) + (-1) * (-3) = 8 - 9 + 3 = 2
Таким образом, скалярное произведение векторов AB и CD равно 2.
г) Найдем косинус угла между векторами AB и CD используя формулу косинуса угла между векторами:
Косинус угла между векторами AB и CD: cos(θ) = (AB · CD) / (|AB| * |CD|)
AB · CD = 2 (рассчитано в предыдущем пункте)
|AB| = √11 (рассчитано в пункте "б")
|CD| = √82 (рассчитано в пункте "б")
cos(θ) = 2 / (√11 * √82)
Таким образом, косинус угла между векторами AB и CD равен 2 / (√11 * √82).
д) Найдем проекцию вектора AV на направление вектора CD используя формулу проекции:
Проекция вектора AV на направление вектора CD: projCD(AV) = (AV · CD) / |CD|
AV = (2 - 1, 1 - (-2), 2 - 3) = (1, 3, -1)
CD = (5 - (-3), 1 - 4, -2 - 1) = (8, -3, -3)
AV · CD = 1 * 8 + 3 * (-3) + (-1) * (-3) = 8 - 9 + 3 = 2
|CD| = √82 (рассчитано в пункте "б")
projCD(AV) = 2 / √82
Таким образом, проекция вектора AV на направление вектора CD равна 2 / √82.
е) Найдем направляющие косинусы векторов AV и CD используя формулу направляющих косинусов:
Направляющие косинусы вектора AV: cos(α) = x / |AV|, cos(β) = y / |AV|, cos(γ) = z / |AV|
AV = (1, 3, -1)
|AV| = √(1^2 + 3^2 + (-1)^2) = √11
cos(α) = 1 / √11, cos(β) = 3 / √11, cos(γ) = -1 / √11
Направляющие косинусы вектора CD: cos(α) = x / |CD|, cos(β) = y / |CD|, cos(γ) = z / |CD|
CD = (8, -3, -3)
|CD| = √(8^2 + (-3)^2 + (-3)^2) = √82
cos(α) = 8 / √82, cos(β) = -3 / √82, cos(γ) = -3 / √82
Таким образом, направляющие косинусы вектора AV равны: cos(α) = 1 / √11, cos(β) = 3 / √11, cos(γ) = -1 / √11
А направляющие косинусы вектора CD равны: cos(α) = 8 / √82, cos(β) = -3 / √82, cos(γ) = -3 / √82
ж) Найдем векторное произведение векторов AB и CD используя формулу векторного произведения:
Векторное произведение векторов AB и CD: AB × CD = (y1 * z2 - z1 * y2, z1 * x2 - x1 * z2, x1 * y2 - y1 * x2)
AB = (B - A) = (2 - 1, 1 - (-2), 2 - 3) = (1, 3, -1)
CD = (D - C) = (5 - (-3), 1 - 4, -2 - 1) = (8, -3, -3)
AB × CD = (3 * (-3) - (-1) * (-3), (-1) * 8 - 1 * (-3), 1 * (-3) - 3 * 8) = (-6, -5, -27)
Таким образом, векторное произведение векторов AB и CD равно (-6, -5, -27).
з) Найдем площадь треугольника, построенного на векторах AB и CD, используя формулу площади треугольника:
Площадь треугольника по векторам: S = 1/2 * |AB × CD|
AB × CD = (-6, -5, -27) (рассчитано в пункте "ж")
S = 1/2 * √((-6)^2 + (-5)^2 + (-27)^2)
S = 1/2 * √(36 + 25 + 729)
S = 1/2 * √790
S = √(790/4)
S = √197.5
Таким образом, площадь треугольника, построенного на векторах AB и CD, равна √197.5.
и) Найдем смешанное произведение векторов AB, CD и B используя формулу смешанного произведения:
Смешанное произведение векторов AB, CD и B: AB · (CD × B)
AB = (1, 3, -1)
CD × B = (-6, -5, -27) (рассчитано в пункте "ж")
AB · (CD × B) = (1, 3, -1) · (-6, -5, -27)
AB · (CD × B) = 1 * (-6) + 3 * (-5) + (-1) * (-27)
AB · (CD × B) = -6 - 15 + 27
AB · (CD × B) = 6 + 27
AB · (CD × B) = 33
Таким образом, смешанное произведение векторов AB, CD и B равно 33.
к) Найдем объем пирамиды ABCD используя формулу объема пирамиды:
Объем пирамиды ABCD: V = (1/6) * |AB · CD|
AB · CD = 2 (рассчитано в пункте "в")
V = (1/6) * |2|
V = (1/6) * 2
V = 1/3
Таким образом, объем пирамиды ABCD равен 1/3.
Надеюсь, что ответ был понятен и помог вам в решении задачи. Если у вас возникли еще вопросы, обращайтесь!