Давайте пошагово разберем каждую задачу, чтобы понять, как их решать.
1. Найти длину вектора \( 2a + b + 3c \)
Даны векторы:
- \( a(7, -4) \)
- \( b(7, -3) \)
- \( c(3, 9) \)
Шаг 1: Найти каждый вектор умножением на число:
- \( 2a = 2 \times (7, -4) = (14, -8) \)
- \( 3c = 3 \times (3, 9) = (9, 27) \)
Шаг 2: Сложить полученные векторы: \[ 2a + b + 3c = (14, -8) + (7, -3) + (9, 27) \] \[ = (14 + 7 + 9, -8 - 3 + 27) = (30, 16) \]
Шаг 3: Найти длину вектора \((30, 16)\): \[ |\vec{v}| = \sqrt{30^2 + 16^2} = \sqrt{900 + 256} = \sqrt{1156} = 34 \]
Ответ: длина вектора равна 34.
2. Найти скалярное произведение векторов \( a(7, -9) \) и \( b(-5, 2) \)
Формула скалярного произведения: \[ a \cdot b = x_1 x_2 + y_1 y_2 \]
Подставляем: \[ 7 \times (-5) + (-9) \times 2 = -35 - 18 = -53 \]
Ответ: скалярное произведение равно -53.
3. При каком значении \( x \) векторы \( a(-11, x) \) и \( b(-6, -11) \) перпендикулярны?
Два вектора перпендикулярны, если их скалярное произведение равно нулю.
Посчитаем: \[ a \cdot b = (-11) \times (-6) + x \times (-11) = 66 - 11x \] Приравниваем к нулю: \[ 66 - 11x = 0 \Rightarrow 11x = 66 \Rightarrow x = 6 \]
Ответ: \( x = 6 \).
4. При каком значении \( x \) векторы \( a(x, -11) \) и \( b(-88, -88) \) коллинеарны?
Коллинеарность означает, что один вектор является кратным другого: \[ a = \lambda b \]
Запишем координаты: \[ (x, -11) = \lambda (-88, -88) \]
Тогда пропорции: \[ x = \lambda (-88) \] \[ -11 = \lambda (-88) \]
Из второго уравнения: \[ -11 = -88 \lambda \Rightarrow \lambda = \frac{-11}{-88} = \frac{1}{8} \]
Подставляем в первое уравнение: \[ x = \frac{1}{8} \times (-88) = -11 \]
Ответ: \( x = -11 \).
5. При каком наибольшем значении \( x \) модуль вектора \( AB \) равен 25, если \( X(-1, x) \), \( B(6, 31) \)
Координаты:
- \( A(-1, x) \)
- \( B(6, 31) \)
Находим вектор \( \vec{AB} \): \[ \vec{AB} = (6 - (-1), 31 - x) = (7, 31 - x) \]
Модуль: \[ |\vec{AB}| = \sqrt{7^2 + (31 - x)^2} = 25 \]
Раскроем: \[ \sqrt{49 + (31 - x)^2} = 25 \] Квадрат обеих частей: \[ 49 + (31 - x)^2 = 625 \] \[ (31 - x)^2 = 625 - 49 = 576 \] \[ 31 - x = \pm \sqrt{576} = \pm 24 \]
Рассмотрим два варианта:
- \( 31 - x = 24 \Rightarrow x = 7 \)
- \( 31 - x = -24 \Rightarrow x = 55 \)
Наибольшее значение: \[ \boxed{x = 55} \]
6. Найти косинус угла между векторами \( a(0, -10) \) и \( b(-6, 8) \)
Используем формулу: \[ \cos \theta = \frac{a \cdot b}{|a| |b|} \]
Шаг 1: Скалярное произведение: \[ 0 \times (-6) + (-10) \times 8 = 0 - 80 = -80 \]
Шаг 2: Длина векторов: \[ |a| = \sqrt{0^2 + (-10)^2} = 10 \] \[ |b| = \sqrt{(-6)^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10 \]
Шаг 3: Косинус: \[ \cos \theta = \frac{-80}{10 \times 10} = \frac{-80}{100} = -0.8 \]
Ответ: \(\boxed{\cos \theta = -0.8}\).
7. Найти скалярное произведение векторов \( a \) и \( b \), если \( |a| = \frac{5\sqrt{2}}{2} \), \( |b| = 2 \), и угол между ними \( 45^\circ \)
Используем формулу: \[ a \cdot b = |a| |b| \cos \theta \]
Подставляем: \[ a \cdot b = \frac{5\sqrt{2}}{2} \times 2 \times \cos 45^\circ \]
Так как \( \cos 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2} \), получаем: \[ a \cdot b = \frac{5\sqrt{2}}{2} \times 2 \times \frac{\sqrt{2}}{2} \] Сначала сократим: \[ = 5\sqrt{2} \times \frac{\sqrt{2}}{2} = 5 \times \sqrt{2} \times \frac{\sqrt{2}}{2} \] Поскольку \( \sqrt{2} \times \sqrt{2} = 2 \): \[ = 5 \times \frac{2}{2} = 5 \]
Ответ: скалярное произведение равно 5.
Если нужно более подробно объяснить любой шаг, спрашивайте!