Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Векторная алгебра

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
08.05.2015
Размер:
564.7 Кб
Скачать

21

' * "D

r

,

AC = a

* . ' " a

 

CD , DA , * ,. * .

BD = b , * ,.

b AB , BC ,

22

* " a = (2;−3;−1), *

" B(1;−1;2). 1 a0 a .

23

% ax = 4 ,

a y = −12 a . * ,

a z * , "

 

r

 

 

= 13.

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

1 *

 

 

p = (2;−3)

q = (9;4). !,

,

 

,

,,

 

d = (49;14) *

r r

 

 

 

p, q .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

1.8. (! ! !

. &$ (!$ ( a b

" # ( ), * ,

 

/ (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

, b )

. " * (a

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

 

r

 

 

r

 

r r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a, b )=

 

a

 

b

 

a,b

 

(14)

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) *

* .

 

 

 

 

 

r

r

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a, b )=

 

a

 

!a b =

b

 

!ba .

 

(15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%,

r

 

r

r

 

 

 

 

r

 

 

r

 

 

r r

r

 

b

cos(a, b )= ! b ;

 

a

 

 

cos

 

 

= ! a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

a,b

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(15) , " " ( *

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!a b =

(a, b )

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

(a,b )

 

 

 

 

 

 

r

 

 

;

 

 

 

 

 

 

!ba =

 

 

r

 

.

 

(16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) * ,. .

 

r

 

r

" # #! # !

 

 

 

1. (a, b )= (b , a ).

2.

 

r

r

 

(λa, b )= λ (a, b ), λ - ".

3.

r

r

r

r r

(a

, b + c )= (a

, b )+ (a, c ).

(r r) = r 2

4.a, a a .

 

3$". ) *

 

 

r

r

 

 

(a, a ) # &$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

2 , . .

 

 

 

 

 

 

 

 

!$ a " a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r r

r

 

r

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a, a ) = a 2 =

 

a

 

 

 

$" # #!

# !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

5. 2 a b * *, (a, b )= 0 .

 

r r

 

r

 

 

 

r

 

cosπ

2 =

 

r

 

 

 

 

 

 

r

 

 

0 = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%, (a, b )=

a

 

 

b

 

 

a

 

 

 

b

 

 

r

) * , ( , . .

= 0 b = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. 2 a b ,

26

r

 

 

r r

 

 

(a, b )> 0

, 0

<

a,b <

π 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

r r

 

(a, b )< 0 , π

2 <

a,b < π .

 

 

 

 

 

 

 

& " * , * (

* ( ( ( .

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

 

 

 

r

b

 

r

 

= 2 ,

r

 

= 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

- $ . ' " (2a b , a + 4b ), a

 

a

 

 

 

/. * * 3, * "

 

 

 

 

r

r

 

 

r

r

 

r

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2a

b , a +

4b )= (2a

, a ) + (b , a )+

(2a,4b )+ (b , 4b )=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

2

 

r

 

 

r

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2a 2

(b, a )+ 8(a, b )− 4b 2 =

 

 

 

 

 

 

=

 

1

 

 

r

+

r

r

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2a 2

7(a, b )

− 4b 2 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

r

r

 

 

 

r

r

( 4)

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a, b )= 0, a b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

− 4b 2 = 2 4 − 4 9 = −28 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −2a 2

 

 

 

 

 

 

!: − 28 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(! !

 

2$

 

0 ! '. # ! & a b ( & #!$ $ :

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

b = (bx , by , bz )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = (ax , a y , az );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! $!$ ( #

r

r

r

, # (!

 

i , j , k

r

, b ) # 2$%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

+ a y by

+ azbz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a, b )= axbx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17)

 

( +# !. !

, " (i,i )=

 

i

 

2 = 1 . & "

 

 

 

r

r

 

% (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" (

 

 

 

 

 

 

 

 

(j , j )= (k , k )= 1 .

i, j, k

* *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(i, j )= (i, k )= (j, k )= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* / " 1-3, * "

 

 

r

 

 

 

 

 

 

+ az k , bx i + by j + bz k )= axbx (i,i )+ axby ×

 

 

(a, b )= (ax i + a y j

×(i, j )+ ax bz (i, k )+ a y bx (j,i )+ a y by (j, j )+

+a y bz (j, k )+ azbz (k ,i )+ azby (k , j )+ azbz (k , k )=

27

= a x bx 1 + a x by 0 + a x bz 0 + a y bx 0 + a y by 1 + a y bz 0 +

+ az bx 0 + az by 0 + az bz 1 = axbx + a y by + az bz . ■

3$". 1. (17) * *

 

 

r

* * ( ((a, b )= 0):

r

b

axbx + a y by + azbz = 0 .

a

2.(14) " (17) (

,

 

 

 

 

r

 

r

 

 

 

 

(r

)

 

 

 

 

 

 

 

 

a b + a

y

b

y

+ a

z

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

os(a

, b )=

 

 

a

 

, br

 

=

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

(18)

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ax2 + a 2y + az2 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

 

 

 

 

 

 

bx2 + by2 + bz2

 

 

 

 

0

, "

r

 

 

 

r

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

= (a, a ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16)

 

 

" (

* * * ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!a b =

ax b

x

+ a y by

+ az

bz

, !b b =

ax bx + a y by

+ az

bz

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(19)

 

 

a 2

+ a2

 

 

 

 

b2 + b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

y

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

y

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- $ . 1

 

 

 

 

 

r

= 3i − 4 j

 

b = 6i + 2 j − 3k ,

 

 

 

a

 

!r b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/. !

=

(3;−4;0);

 

 

 

b

= (6;2;−3),

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

(17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 6 + (− 4) 2 + 0 (− 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

2

 

 

 

os a,b =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

0

2

 

6

2

+

2

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

+ (− 4) +

 

 

 

 

 

+ (− 3)

 

 

 

 

5 7 7

 

 

 

r r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 6 + (− 4) 2 + 0 (− 3)

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

= arccos

 

 

,

 

 

!r b =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a,b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

+ (− 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

(

 

 

 

 

*

 

 

(

 

 

*

 

 

*

" A F * * .

 

" M

" *

 

. S ( . 2.20):

A = (F , S ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

1.9. / !&. ( "

 

3 ". ' a b , ϕ

=

2π

. 0, "

 

 

r

 

 

=

3 ,

 

r

 

= 4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

b

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

r

 

− 2b ,

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" (3a

 

 

a + 2b ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

r

 

 

 

r

 

r r

 

r

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3a − 2b ,

 

a + 2b )= 3(a; a ) + 6(a;b )− 2(b; a )− 4(b;b )=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

2

 

 

r

 

2

 

r r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

3

a

 

 

 

4

b

 

 

+ 4(a;b )= 3 9 − 4 16 + 4

a

 

b

 

 

cos

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 27 − 64 + 4 3 4 (− 1 2) = −61.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!: -61.

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ". %:

 

 

= 3 ,

 

 

= 5 . *, *

 

 

 

" α

 

 

 

b

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

r

+ αb

 

 

r

αb

 

* *.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

, a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/. ! *

 

r

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, " (a + αb ) (a αb ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

r

αb )=

 

 

 

 

 

 

r

r

r

 

 

r

 

 

(b, b )= 0

 

 

 

 

 

 

 

(a

+ αb , a

 

0 (a, a ) α (a, b )+ α (b

, a )α 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

2

α

 

 

 

2

= 9

9 − 25α

2 = 0, α 2 =

9

 

α

= ±

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

b

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!: α = ±

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A(3;2;4),

 

 

 

B(5;1;−1),

 

C (1;−2;1).

 

3 ". %

-

 

 

 

 

 

* - * - A ( . 2.21).

/.

AB = (5 − 3; 1 − 2; − 1 − 4) = (2; − 1; − 5);

 

 

 

AC = (1 − 3; − 2 − 2; 1 − 4) = (− 2; − 4; − 3);

 

 

 

cos AB, AC

= AB AC = 2(− 2) + (− 1)(− 4) + (− 5) (− 3) =

 

 

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

AC

 

 

4 + 1 + 25 4 + 16 + 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

15

 

 

=

 

 

15

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

29

 

 

58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!: - * - A 2π − arccos

15

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

 

 

 

 

 

 

 

1.10. 3 " #$# + &

% a = (4; −2; −4),

b = (6; −3; 2). ' ":

r

 

 

r

 

 

r

 

 

 

 

) b 2 ,

) (a, b ),

 

) a 2 ,

r

r

+ 2b),

r

r 2

r

 

r 2

) (2a

− 3b; a

) (a

+ b ) ,

) (a

b ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

30