162 ≠ 96 ≠ 18 или 18 ≠ 32 ≠ 18 c1 и c2 не коллинеарны. Ответ: не коллинеарны.
2. Найти косинус угла между векторами AB, AC .
A(2,−1,3); B (3,1,4); C (− 2,3,0).
Решение. Найдём координаты векторов AB, AC . Для этого из коо р- динат конца нужно вычесть координаты начала.
AB = {3− 2; 1− (−1); 4 − 3}= {1;2;1};
AC = {− 2 − 2; 3 − (−1); 0 − 3}= {− 4;4;− 3}.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|||||
Теперь используем формулу cosδ = |
|
|
AB |
AC |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB |
И |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AC |
|
|
|||||||||||||||||
Считаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Д1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
AB |
|
AC |
= 1 (− 4) |
+ 2 4 |
+1 (− 3) = −4 + 8 − 3 = 1 |
; |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
12 |
+ 22 +12 |
|
= |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(− 4)2 + 42 + (− |
3)2 |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
; |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
AC |
|
16 +16 + 9 |
41 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cosδ = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
41 |
|
|
246 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
Ответ: cosδ |
= |
|
|
1 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
246 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3. Вычислить площадьипараллелограмма, построенного на век- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
торах a и b : |
a = p + 3 q; b = p − q; p = |
2; q = 3; p,q = π . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. Используем формулу площади параллелограмма
Sпар = a × b .
Ищем a × b:
a ×b = ( p + 3 q )×( p − q ) = p × p − p × q + 3 q × p − 3 q × q =
(учтем то, что p × p = 0; q × q = 0; p × q = −q × p )
= q × p + 3 q × p = 4 q × p .
71
Далее
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a × |
b |
|
= 4 |
q × p |
= 4 |
|
p |
|
q |
sin p,q = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 4 2 3 sin π6 = 4 2 3 12 = 12.
Ответ: площадь равна 12 квадратным единицам.
4. |
|
Вычислить |
|
объём |
|
|
|
тетраэдра |
|
с |
|
вершинами |
в |
точках |
|||||||||||||||||||||||||
A1, A2 , A3, A4 |
и его высоту, опущенную на грань A1A2 A3 . |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1(0,1, 2); A2 |
(3,1, −1); |
|
A3 (2,1, 4); |
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
A4 (2, − |
2, 2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Решение. Ищем координаты векторов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1A2 |
|
= {3,0, − 3}; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
= {2, 0, 2}; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1 A3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= {2, − 3,0}. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1A4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
0 |
|
− 3 |
|
|
1 |
|
(18 +18) |
|
36 |
3 |
.) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
V |
|
= |
|
|
A A A A A A |
|
= |
|
2 0 |
|
|
2 |
= |
|
= |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 6(ед |
|||||||||||||||||||||||||||
пир |
|
6 |
|
|
С1 2 1 3 |
1 4 |
|
|
|
|
|
6 |
|
2 |
− 3 |
|
0 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
С другой стороны, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1 S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
H . |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
||||||
|
Найдём |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пир |
3 |
|
осн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
= S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
× |
|
|
|
= |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
осн |
∆A A A |
|
A A |
|
A A |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
i |
|
|
j |
k |
|
1 |
|
|
|
|
0 |
− 3 |
|
3 |
− 3 |
|
|
|
|
3 |
0 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
= |
|
3 |
0 |
− 3 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
− j |
+ k |
|
= |
|||||||||||||||||||||||
|
i |
|
0 |
2 |
2 |
2 |
|
2 |
0 |
|
||||||||||||||||||||
|
2 |
|
2 |
0 |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
12 = 6(ед.2 ). |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
02 + (−12)2 + 02 = |
|||||||||||||
= |
|
0 i −12 j + 0 k |
= |
|||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
2 |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Подставляем в формулу (1):
|
6 = |
1 6 H; |
|
|
3 |
|
H = 3(ед.). |
|
Ответ: V = 6 (ед3.); |
H = 3(ед.). |
|
5. Дана сила F , |
точки А и В: F{0, −1, − 4 }; A(−1,3,1); |
|
B(2,5, − 3). |
|
Д |
|
|
|
|
а) Какую работу производит сила F , когда точка ее приложения, |
|||||||||||||||||
двигаясь прямолинейно, перемещается из точкиИА в точку В? |
||||||||||||||||||
|
б) Определить момент силы F относительно точки В. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
||||||
Решение. а) Работа силы равна скалярному произведению вектора си- |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
||||||||
лы F на вектор перемещения |
AB |
А= {2 +1; 5 − 3; − 3 −1}= {3; 2; − 4}. |
||||||||||||||||
|
Находим работу: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
А= |
|
|
|
= 0 3 + (−1) 2 + (−4) (−4) = 0 − 2 +16 = 14 . |
||||||||||||
F |
AB |
|||||||||||||||||
|
б) Момент силы |
F , приложенной к точке А относительно точки |
||||||||||||||||
В, это вектор,Сравный векторному произведению вектора перемеще- |
||||||||||||||||||
ния |
|
= {− 3; − 2; 4} на вектор силы F : |
|
|
|
|
||||||||||||
BA |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
F 0 = |
|
|
|
|
|
i |
j |
k |
|
= |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
× |
|
= |
− 3 − 2 |
4 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
BA |
F |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 −1 |
− 4 |
|
|
|
|
|
= i (8 + 4) − j (12 − 0) + k (3 − 0) = 12i −12 j + 3k . |
||||||||||||||||
|
Ответ: А=14; |
|
=12i −12 j + 3k . |
|
|
|
|
|||||||||||
|
F0 |
|
|
|
|
|||||||||||||
73
Необходимо уметь:
1. Производить действия (складывать, вычитать, находить проекции и пр.) с геометрическими векторами.
2. Производить действия (складывать, вычитать, находить длину и пр.) с векторами при известных координатах.
3. |
Находить длину, орт, направляющие косинусы вектора. |
4. |
Вычислять скалярные, векторные, смешанные произведения |
векторов. |
|
5. |
Находить углы между векторами. |
6. |
Находить расстояния между точками, площадь треугольника, |
площадь параллелограмма, объем параллелепипеда, объем пирамиды,
высоту треугольника, высоту пирамиды, решать геометрические задачи. |
||||
1. |
|
И |
с векторами, их |
|
Понятие вектора, арифметические операции |
||||
свойства. |
Д |
|
|
|
2. |
|
|
|
|
Проекция вектора на ось, основная теорема о проекциях. |
||||
3. |
Базис и координаты вектора на плоскости и в пространстве, |
|||
действия с векторами в координатнойАформе записи. |
|
|||
4. |
Орт и коорд наты вектора. |
|
|
|
5. |
Скалярное про зведениебвекторов, его |
основные свойства, |
||
критерий перпенд кулярности, использование. |
|
|
||
6. |
и |
|
|
|
Вычисление скалярного произведения через координаты век- |
||||
торов. |
|
|
|
|
7. |
Векторное произведение векторов, его основные свойства, |
|||
|
С |
|
|
|
критерий коллинеарности, использование. |
|
|
||
8. |
Вычисление векторного произведения через координаты век- |
|||
торов. |
|
|
|
|
9. |
Смешанное произведение векторов, |
его |
геометрический |
|
смысл, вычисление, использование.
10. Вычисление смешанного произведения через координаты векторов.
74
1.Шипачев, В.С. Высшая математика /В.С. Шипачев. − М. : Высшая школа, 2012 . − 479 с.
2.Карасева, Р.Б. Высшая математика дистанционно : учеб. по-
соб. / Р.Б.Карасева. − Омск : СибАДИ, 2008. − Ч. 1. −148 с.
3.Карасева, Р.Б. Тесты по математике : учеб. пособ. / Р.Б. Карасева, Е.Ю. Руппель [и др.]. − Омск : СибАДИ, 2013. −109 с.
4.Беклемишев, Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной
алгебры : учебник для вузов /Д.В. Беклемишев. − М. : Наука, 1984. − 256 с.
5. Карасева, Р. Б. Математика [Электронный ресурс] : практи-
fulltext/esd94.pdf. – Загл. с экрана (дата обращения к ресурсу:
кум для студентов технических направлений заочной формы обучения / Р. Б. Карасева, С. В. Матвеева, Е. Ю. РуппельИ. – Электрон. дан. –
24.10.2016).
Омск : СибАДИ, 2016. – Режим доступа: http://bek.sibadi.org/ Д
6. Карасева, Р. Б. Математика: линейная алгебра, векторная
Электрон. дан. – Омск : АСи ДИ, 2016. – Режим доступа: http://bek.sibadi.org/fulltext/esd106.pdf.и – Загл. с экрана (дата обраще-
алгебра, аналитическая геометрия, введение в математический анализ,
дифференциальное исчисление функции одной действительной переменной [Электронный ресурсб] : учебное пособие / Р. Б. Карасева. –
ния к ресурсу: 24.10.2016). С
75