Материал: 2492

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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

Требования к экзамену по разделу «Векторная алгебра»

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

Библиографический список

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

Источник: https://studfile.net/preview/16408549/