Сопротивление материалов Инженерная графика История искусства Физика Контрольная по математике Примеры решения задач

Примеры решения типовых задач по математике

Задача 1.10

Вычислить площадь параллелограмма, две стороны которого образованы векторами , , .

Решение: Площадь параллелограмма равна длине векторного произведения векторов, соответствующих двум соседним сторонам этого параллелограмма:  . Длину векторов в декартовых координатах вычисляем по формуле: ; ; Подставляем в искомую формулу:

. Ответ: .

Задача 1.11

Вычислить смешанное произведение , если , , .

Решение: Так как вектора заданы в декартовой системе координат, то можно воспользоваться формулой представления смешанного произведения через определитель 3-го порядка, а отсутствующие координаты в разложениях заменить нулем:

. Ответ: –25.

Задача 1.12

При каких значениях параметра  (если таковые существуют) вектора  и  являются коллинеарными?

Решение: Два вектора коллинеарны, тогда и только тогда, когда их векторное произведение равно 0; нам известны координаты векторов в декартовой системе координат, поэтому распишем векторное произведение:

, которое должно быть равно нулю. Поэтому составляем следующее уравнение: . Вектор  является базисным, поэтому он не может быть равным нулю, откуда: . Решая данное уравнение относительно параметра , получаем: . Ответ: при  векторы  и  коллинеарны.

Задача 1.13

При каком , если оно существует, векторы ,  и  компланарны?

Решение: С одной стороны, вектора компланарны тогда и только тогда, когда их смешанное произведение равно нулю; с другой стороны можно расписать смешанное произведение через определитель 3-го порядка, откуда получаем: . Раскрываем определитель

. Это выражение должно быть равно нулю: . Решая данное уравнение относительно , получаем: . Ответ: при  исходные векторы компланарны.

Задача 1.14

Смешанное произведение . Найти смешанное произведение .

Решение: Согласно определению смешанного произведения:

{Используя свойства векторного произведения, имеем}{Так как , получаем}{По свойствам скалярного произведения}

{По определению смешанного произведения выражение преобразуется}

{В смешанном произведении неважен порядок векторного и скалярного произведения, поэтому выражение можно преобразовать}

{Так как , получаем}{Произведя циклическую перестановку членов смешанного произведения и учитывая знак, имеем}

{Используя тот факт, что , полчаем ответ}.

Ответ: .

Пример. Вычислить координаты вектора , если известны декартовы координаты:   и .

Задача Найти , если  и , где , , угол . Решение: Для решения необходимо знать длину векторов, что нам неизвестно, но даны данные по базису, поэтому перейдем от исходных векторов к базисным, подставим в формулу  выражения разложения векторов по базису:


На главную