Чтобы определить, при каком значении ( k ) векторы ( \mathbf{a} = (-20; 10; -15) ) и ( \mathbf{b} = (k; -2; 3) ) будут перпендикулярны, мы должны использовать свойство перпендикулярности векторов.
Векторы являются перпендикулярными, если их скалярное произведение равно нулю. Скалярное произведение векторов ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ) вычисляется по формуле:
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = a_1 b_1 + a_2 b_2 + a_3 b_3
]
Где ( \mathbf{a} = (a_1, a_2, a_3) ) и ( \mathbf{b} = (b_1, b_2, b_3) ).
Подставим значения векторов ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ):
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = (-20) \cdot k + 10 \cdot (-2) + (-15) \cdot 3
]
Теперь вычислим каждую из частей:
- ( -20k )
- ( 10 \cdot (-2) = -20 )
- ( -15 \cdot 3 = -45 )
Теперь объединяем все:
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = -20k - 20 - 45
]
Соберём подобные слагаемые:
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = -20k - 65
]
Чтобы векторы были перпендикулярны, это скалярное произведение должно равняться нулю:
[
-20k - 65 = 0
]
Теперь решим уравнение для ( k ):
[
-20k = 65
]
[
k = -\frac{65}{20}
]
Упростим дробь:
[
k = -\frac{13}{4} \quad \text{или} \quad k = -3.25
]
Таким образом, векторы ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ) будут перпендикулярны при ( k = -3.25 ).