Чтобы определить, при каких значениях \( n \) и \( m \) векторы \( \mathbf{a} = -2\mathbf{i} + 3\mathbf{j} + 2m\mathbf{k} \) и \( \mathbf{b} = n\mathbf{i} - b\mathbf{j} + 2\mathbf{k} \) коллинеарны, необходимо, чтобы их векторы были пропорциональны. Это означает, что существуют такие коэффициенты \( k \), что:
\[ \mathbf{a} = k \cdot \mathbf{b} \]
Векторное равенство можно записать по компонентам:
- \( -2 = k \cdot n \) (компонента по \( \mathbf{i} \))
- \( 3 = k \cdot (-b) \) (компонента по \( \mathbf{j} \))
- \( 2m = k \cdot 2 \) (компонента по \( \mathbf{k} \))
Теперь выразим \( k \) через каждую из компонент.
Из первого уравнения выразим \( k \):
\[ k = \frac{-2}{n} \]
Из второго уравнения:
\[ k = \frac{3}{-b} = \frac{-3}{b} \]
Из третьего уравнения:
\[ k = \frac{2m}{2} = m \]
Теперь у нас есть три выражения для \( k \):
- \( k = \frac{-2}{n} \)
- \( k = \frac{-3}{b} \)
- \( k = m \)
Теперь приравняем эти выражения между собой:
Приравняем первое и второе: \[ \frac{-2}{n} = \frac{-3}{b} \] Это можно упростить до: \[ 2b = 3n \quad \Rightarrow \quad b = \frac{3}{2}n \]
Приравняем первое и третье: \[ \frac{-2}{n} = m \quad \Rightarrow \quad m = \frac{-2}{n} \]
Приравняем второе и третье: \[ \frac{-3}{b} = m \]
Теперь находим \( b \) через \( m \):
\[ b = \frac{-3}{m} \]
Таким образом, у нас есть два уравнения: \( b = \frac{3}{2} n \) и \( b = \frac{-3}{m} \). Приравняем их:
\[ \frac{3}{2} n = \frac{-3}{m} \]
Это уравнение можно упростить:
\[ 3m = -6n \quad \Rightarrow \quad m = -2n \]
Теперь у нас есть выражения для \( m \) и \( b \):
- \( b = \frac{3}{2} n \)
- \( m = -2n \)
Таким образом, векторы коллинеарны при значениях:
- \( b = \frac{3}{2} n \)
- \( m = -2n \)
Эти зависимости между \( n \), \( m \) и \( b \) дают полное решение задачи.
