Чтобы найти углы, которые образует вектор с координатными осями, нужно воспользоваться понятием скалярного произведения. Сначала определим координатные вектора единичной длины для каждой из осей:
- Вектор i = (1; 0; 0)
- Вектор j = (0; 1; 0)
- Вектор k = (0; 0; 1)
А затем можем использовать формулу для нахождения угла между векторами:
\[ \cos(\alpha) = \frac{A \cdot B}{|A| |B|} \]
где \(A\) и \(B\) — это векторы, \(A \cdot B\) — скалярное произведение, а \(|A|\) и \(|B|\) — длины (модули) векторов.
Обозначим наш вектор как \(V = (x; y; z)\).
а) \( V = i + j + k = (1; 1; 1) \)
Угол с осью X: \[ \cos(\alpha_x) = \frac{(1;1;1) \cdot (1;0;0)}{|(1;1;1)| |(1;0;0)|} = \frac{1}{\sqrt{3} \cdot 1} = \frac{1}{\sqrt{3}} \implies \alpha_x = \cos^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right) \]
Угол с осью Y: \[ \cos(\alpha_y) = \frac{(1;1;1) \cdot (0;1;0)}{|(1;1;1)| |(0;1;0)|} = \frac{1}{\sqrt{3} \cdot 1} = \frac{1}{\sqrt{3}} \implies \alpha_y = \cos^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right) \]
Угол с осью Z: \[ \cos(\alpha_z) = \frac{(1;1;1) \cdot (0;0;1)}{|(1;1;1)| |(0;0;1)|} = \frac{1}{\sqrt{3} \cdot 1} = \frac{1}{\sqrt{3}} \implies \alpha_z = \cos^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right) \]
б) \( V = -3j - k = (0; -3; -1) \)
Угол с осью X: \[ \cos(\alpha_x) = \frac{(0;-3;-1) \cdot (1;0;0)}{|(0;-3;-1)| |(1;0;0)|} = 0 \implies \alpha_x = 90^\circ \]
Угол с осью Y: \[ \cos(\alpha_y) = \frac{(0;-3;-1) \cdot (0;1;0)}{|(0;-3;-1)| |(0;1;0)|} = \frac{-3}{\sqrt{10} \cdot 1} \implies \alpha_y = \cos^{-1}\left(-\frac{3}{\sqrt{10}}\right) \]
Угол с осью Z: \[ \cos(\alpha_z) = \frac{(0;-3;-1) \cdot (0;0;1)}{|(0;-3;-1)| |(0;0;1)|} = \frac{-1}{\sqrt{10}} \implies \alpha_z = \cos^{-1}\left(-\frac{1}{\sqrt{10}}\right) \]
в) \( V = -5i = (-5; 0; 0) \)
Угол с осью X: \[ \alpha_x = \cos^{-1}(-1) = 180^\circ \]
Угол с осью Y: \[ \alpha_y = \cos^{-1}(0) = 90^\circ \]
Угол с осью Z: \[ \alpha_z = \cos^{-1}(0) = 90^\circ \]
г) \( V = (0; 3; 4) \)
Угол с осью X: \[ \cos(\alpha_x) = \frac{(0;3;4) \cdot (1;0;0)}{|(0;3;4)| |(1;0;0)|} = 0 \implies \alpha_x = 90^\circ \]
Угол с осью Y: \[ \cos(\alpha_y) = \frac{(0;3;4) \cdot (0;1;0)}{|(0;3;4)| |(0;1;0)|} = \frac{3}{5} \implies \alpha_y = \cos^{-1}\left(\frac{3}{5}\right) \]
Угол с осью Z: \[ \cos(\alpha_z) = \frac{(0;3;4) \cdot (0;0;1)}{|(0;3;4)| |(0;0;1)|} = \frac{4}{5} \implies \alpha_z = \cos^{-1}\left(\frac{4}{5}\right) \]
Теперь вы можете подставить значения в арккосинус и получить углы в градусах. Если у вас есть вопросы по конкретным вычислениям, не стесняйтесь задавать!