Краткий ответ:
а) Построить сумму \(\dfrac12\vec a+3\vec b\).
б) Построить сумму \(2\vec b+(-\vec a)\).\[ \boxed{\overrightarrow{AO}=\frac12\vec a+\frac12\vec b} \] \[ \boxed{\overrightarrow{AK}=\vec a+\frac12\vec b} \] \[ \boxed{\overrightarrow{KD}=-\vec a+\frac12\vec b} \]
\[ \boxed{12\text{ см}} \]
\[ \boxed{\overrightarrow{AO}=\frac13(\vec a+\vec b)} \]
Решение
1. Построение векторов
Выбираем любые неколлинеарные векторы \(\vec a\) и \(\vec b\).
а) Для вектора
\[
\frac12\vec a+3\vec b
\]
строим вектор \(\dfrac12\vec a\), затем три последовательно отложенных вектора \(\vec b\). Соединяем начало первого вектора с концом последнего.
б) Для вектора
\[
2\vec b-\vec a=2\vec b+(-\vec a)
\]
строим \(2\vec b\), затем вектор \(-\vec a\), противоположный \(\vec a\). Их сумма и есть искомый вектор.
2.
Так как \(ABCD\) — ромб, то:
\[ \overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AD}=\vec b, \qquad \overrightarrow{AC}=\vec a+\vec b. \]
Точка \(K\) — середина \(BC\), поэтому
\[ \overrightarrow{BK}=\frac12\overrightarrow{BC} =\frac12\vec b. \]
Тогда
\[ \overrightarrow{AK} =\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BK} =\vec a+\frac12\vec b. \]
Диагонали ромба точкой пересечения делятся пополам:
\[ \overrightarrow{AO} =\frac12\overrightarrow{AC} =\frac12(\vec a+\vec b). \]
Наконец,
\[ \overrightarrow{KD} =\overrightarrow{KC}+\overrightarrow{CD} =\frac12\vec b-\vec a. \]
3.
Пусть части большего основания равны \(5\) см и \(12\) см.
В равнобедренной трапеции меньшая основа равна разности этих отрезков:
\[ b=12-5=7\text{ см}. \]
Большая основа равна их сумме:
\[ a=12+5=17\text{ см}. \]
Средняя линия трапеции:
\[ m=\frac{a+b}{2} =\frac{17+7}{2} =12\text{ см}. \]
Проверка: \(12\) — среднее арифметическое оснований \(7\) и \(17\).
4.
Пусть \(M\) — середина \(BC\). Тогда
\[ \overrightarrow{AM} =\frac12(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}) =\frac12(\vec a+\vec b). \]
Точка пересечения медиан делит медиану в отношении \(2:1\), поэтому
\[ \overrightarrow{AO}=\frac23\overrightarrow{AM}. \]
Следовательно,
\[ \overrightarrow{AO} =\frac23\cdot\frac12(\vec a+\vec b) =\frac13(\vec a+\vec b). \]
