Как найти длину биссектрисы векторы

Как составить уравнение биссектрисы треугольника по координатам его вершин?

1 способ

Используя уравнение биссектрисы угла:

    [frac{{a_1 x + b_1 y + c_1 }}{{sqrt {a_1^2 + b_1^2 } }} = pm frac{{a_2 x + b_2 y + c_2 }}{{sqrt {a_2^2 + b_2^2 } }}.]

Пример.

Даны вершины треугольника A(-5;4), B(7;-1) и C(3;10).

1) Составить уравнение биссектрисы треугольника ABC, выходящей из вершины A.

2) Найти длину этой биссектрисы.

Решение:

1) Угол A образован прямыми AB и AC. Составим уравнения этих прямых.

Уравнение прямой, проходящей через две точки, можно найти, например, по формуле

    [frac{{y - y_1 }}{{y_2 - y_1 }} = frac{{x - x_1 }}{{x_2 - x_1 }}]

Уравнение прямой AB:

    [frac{{y - 4}}{{ - 1 - 4}} = frac{{x + 5}}{{7 + 5}},]

    [5x + 12y - 23 = 0.]

Уравнение прямой AC:

    [frac{{y - 4}}{{10 - 4}} = frac{{x + 5}}{{3 + 5}},]

    [3x - 4y + 31 = 0.]

Подставляем уравнения прямых AB и AC в формулы уравнения биссектрис угла:

    [frac{{5x + 12y - 23}}{{sqrt {5^2 + 12^2 } }} = pm frac{{3x - 4y + 31}}{{sqrt {3^2 + ( - 4)^2 } }},]

    [frac{{5x + 12y - 23}}{{13}} = pm frac{{3x - 4y + 31}}{5},]

    [25x + 60y - 115 = pm (39x - 52y + 403)]

    [14x - 112y + 518 = 0]

и

    [64x + 8y + 288 = 0,]

то есть

    [x - 8y + 37 = 0]

и

    [8x + y + 36 = 0.]

Из этих уравнений является уравнением биссектрисы внутреннего угла BAC треугольника, другое — биссектрисой внешнего угла при вершине A. Как отличить уравнение биссектрисы внутреннего угла?

Точки B и C лежат по одну сторону от биссектрисы внешнего угла, поэтому при подстановке координат B и C в уравнение мы получим числа одинакового знака. От биссектрисы внутреннего угла B и C лежат по разные стороны, поэтому подстановка их координат в уравнение биссектрисы внутреннего угла даёт нам числа разных знаков.

Подставляем в уравнение x-8y+37=0 координаты B и C.

B(7;-1):  7-8·(-1)+37>0

C(3;10):  3-8·10+37<0.

Таким образом, уравнение x-8y+37=0 является уравнением биссектрисы AF треугольника ABC.

uravnenie-bissektrisy-treugolnika

2) Чтобы найти длину биссектрисы, найдём точку пересечения прямых AF и BF.

Уравнение прямой BC:

    [frac{{y + 1}}{{10 + 1}} = frac{{x - 7}}{{3 - 7}},]

    [11x + 4y - 73 = 0.]

Координаты точки пересечения прямых AF и BC находим из системы уравнений

    [left{ begin{array}{l} 11x + 4y - 73 = 0, \ x - 8y + 37 = 0. \ end{array} right.]

Решение системы —

    [F(frac{{109}}{{23}};frac{{120}}{{23}}).]

Длину биссектрисы AF находим по формуле расстояния между точками A и F:

    [AF = sqrt {(x_F - x_A )^2 + (y_F - y_A )^2 } ]

    [ AF = sqrt {(frac{{109}}{{23}} - ( - 5))^2 + (frac{{120}}{{23}} - 4)^2 } = ]

    [= sqrt {(frac{{224}}{{23}})^2 + (frac{{28}}{{23}})^2 } = sqrt {frac{{50960}}{{23^2 }}} = frac{{28sqrt {65} }}{{23}}.]

2 способ

Используя свойство биссектрисы треугольника:

    [frac{{AB}}{{AC}} = frac{{BF}}{{CF}}]

    [AC = sqrt {(x_C - x_A )^2 + (y_C - y_A )^2 } ,]

    [AC = sqrt {(3 - ( - 5))^2 + (10 - 4)^2 } = 10,]

    [AB = sqrt {(x_B - x_A )^2 + (y_B - y_A )^2 } ,]

    [AB = sqrt {(7 - ( - 5))^2 + ( - 1 - 4)^2 } = 13,]

    [frac{{BF}}{{CF}} = frac{{13}}{{10}}.]

По формулам деления отрезка в данном отношении

    [x = frac{{nx_1 + mx_2 }}{{m + n}},y = frac{{ny_1 + my_2 }}{{m + n}}]

разделим отрезок BC в отношении 13 к 10, то есть

    [x_F = frac{{nx_B + mx_C }}{{m + n}},y_F = frac{{ny_B + my_C }}{{m + n}},m = 13,n = 10]

    [x_F = frac{{10 cdot 7 + 13 cdot 3}}{{13 + 10}} = frac{{109}}{{23}},y_F = frac{{10 cdot ( - 1) + 13 cdot 10}}{{13 + 10}} = frac{{120}}{{23}}.]

Составим уравнение биссектрисы AF треугольника ABC как уравнение прямой, проходящей через точки

    [A( - 5;4),F(frac{{109}}{{23}};frac{{120}}{{23}})]

    [frac{{y - 4}}{{frac{{120}}{{23}} - 4}} = frac{{x + 5}}{{frac{{109}}{{23}} + 5}}, Rightarrow frac{{23(y - 4)}}{{28}} = frac{{23(x + 5)}}{{224}},]

    [x - 8y + 37 = 0.]

Уравнение биссектрисы в треугольнике – формула, свойства и решение задач

Прямая на плоскости

Задачи по геометрии могут относиться к одному из двух принципиально отличающихся случаев. Это следующие:

  1. На плоскости, где достаточно двух координат для описания любых геометрических объектов.
  2. В трехмерном пространстве, где любая точка имеет три координаты.

Когда рассматривают треугольники и их элементы, то в ряде ситуаций речь идет именно о двумерном пространстве. В нем всякая прямая линия может быть выражена в виде нескольких математических форм или уравнений. Чаще всего используются следующие типы:

  1. Общий. Он также называется универсальным. Прямая представляет собой следующую математическую запись: A*x + B*y + C = 0. Здесь A, B, C — числовые коэффициенты, x и y — переменные, являющиеся координатами. Сразу нужно отметить, что эта форма представления прямой используется для составления уравнения биссектрисы угла. Для удобства геометрического изображения общую форму записи часто представляют в виде y = f (x). Нужно понимать, что указанной форме в пространстве соответствует не прямая, а плоскость.
  2. Канонический или уравнение в отрезках. Имеет оно такой вид: y/p + x/q = 1. Здесь p, q — это координаты, в которых прямая пересекает оси y и x, соответственно, поэтому удобно ее изображать в координатной системе.
  3. Векторный. Это один из важных типов представления прямой как на плоскости, так и в пространстве. По сути, он является исходным представлением, из которого можно получить все остальные. Математически он записывается так: (x, y) = (x0, y0) + α*(v1, v2). Где (x0, y0) — координаты произвольной точки, которая лежит на прямой, (v1, v2) — направляющий вектор, он параллелен заданной прямой, α — произвольное число, параметр.
  4. Параметрический. Этот тип представляет собой систему уравнений, которую удобно использовать во время преобразования одного вида прямой в другой. Представляет он собой следующую математическую запись: x = x0 + α*v1; y = y0 + α*v2. Несложно понять, что, выражая параметр α, можно получить уравнения общего вида и в отрезках. Объединяя же систему уравнений в одно выражение, получается векторная форма записи прямой.

Делящая пополам угол линия

Каждый школьник, который знаком с азами геометрии, знает, что прямая, делящая на две равные части произвольный угол, называется биссектрисой. Этот элемент присутствует для любой фигуры, которая в своем составе содержит какой-либо угол.

Другое определение биссектрисы гласит, что она представляет собой геометрическое расположение точек, которые равноудалены от соответствующих сторон углового объекта. Например, если имеется угол dac, то любая из точек биссектрисы находится на одинаковом расстоянии как от отрезка da, так и от отрезка ac.

Способы построения

В классах общеобразовательных школ рассматривают два основных способа построения биссектрисы. Это следующие:

  1. С помощью транспортира. Для этого следует измерить заданный угол в градусах, разделить его пополам. Полученное значение отметить в виде точки. Затем соединить вершину угла и поставленную точку внутри него. Получится искомый элемент.
  2. С использованием циркуля и линейки. Эти инструменты еще проще применять для построения биссектрисы, чем транспортир. Сначала необходимо установить в вершину угла ножку циркуля и отметить дугами пересечение окружности со сторонами. Затем, в точки пересечения поставить ножку циркуля и провести две окружности. Соединив две точки их пересечения одной прямой, можно получить биссектрису.

Имеется еще один метод, который позволяет просто начертить изучаемый линейный элемент. Для его использования нужна линейка со шкалой. С помощью нее следует от вершины угла отмерить два одинаковых отрезка любой длины. Затем соединить концы этих отрезкой, получится равнобедренный треугольник.

В нем любая биссектриса также является высотой и медианой. Поэтому, разделив его ровно пополам линейкой, и соединив полученную точку с вершиной, можно получить требуемую линию.

Основные свойства

Чтобы найти по координатам вершин длину биссектрисы треугольника, следует знать некоторые свойства этого геометрического объекта. Главным из них является существование двух линий, которые делят пополам исходный угол. Нужно понимать, что угол бывает не только внутренний, но и внешний. По сути, оба типа образуются при пересечении двух прямых. Нетрудно доказать, что биссектрисы каждого из них пересекаются всегда под углом 90 °.

Еще одним важным свойством является тот факт, что пересекаются в одной точке биссектрисы треугольника. Она представляет собой центр вписанной в фигуру окружности. Чтобы это доказать, следует вспомнить, что каждая точка биссектрисы равноудалена от соответствующих сторон угла.

Пусть имеется треугольник ABC. У него две биссектрисы пересекаются в точке O. Пусть это будут линии для углов A и B. Расстояние от O до AC должно быть равно таковому от O до AB. С другой стороны, расстояния от O до AB и до BC также одинаковые. Поэтому дистанции от O до BC и до AB также равны, а значит, точка O лежит на биссектрисе угла C и центром вписанной окружности является.

В треугольнике рассматриваемый геометрический элемент используется часто для решения задач благодаря применению так называемой теоремы биссектрис. Чтобы ее сформулировать максимально простым языком, следует представить, что имеется треугольник произвольного типа ABC. В нем проведена биссектриса AD, где точка D лежит на прямой BC. Тогда справедливо следующее выражение:

Это равенство не является очевидным, однако, оно было известно еще древнегреческим мыслителям. Эту теорему в несколько иной форме можно встретить в знаменитом труде по геометрии Евклида, который называется «Элементы». Доказательство равенства несложно провести с использованием небольших дополнительных построений и применением признаков подобия треугольников.

Наконец, отрезок биссектрисы, который заключен между вершиной и противоположной стороной треугольника, имеет определенную длину. Вычислить ее можно с использованием следующего равенства:

Это равенство прописано для угла A треугольника ABC, в котором противоположная A сторона имеет длину a. Стороны AB и AC имеют длины c и b, соответственно. Буквой p обозначен полупериметр фигуры.

Важно понимать, если нарисовать прямоугольный параллелепипед (или иную фигуру) в пространстве, и построить биссектрису для его граней, она будет представлять собой не прямую, а плоскость.

Уравнение биссектрисы треугольника

Когда известно, как математически записывать выражения для прямых, и что такое биссектриса, и какими свойствами она обладает, можно переходить к непосредственному нахождению ее уравнения.

В общем случае задача решается в результате применения следующей последовательности действий (существуют онлайн-ресурсы, позволяющие решить данную проблему):

  1. Сначала требуется определить уравнения двух сторон угла по их координатам. Это легко сделать в векторной форме, а затем, преобразовать ее в выражение общего типа.
  2. Далее, необходимо найти уравнение биссектрис первого координатного угла, прировняв расстояния от ее точек до соответствующей стороны. Рабочая формула имеет вид: |A1*x + B1*y + C|/(A1 2 + B1 2 )^0,5 = |A2*x + B2*y + C|/(A2 2 + B2 2 )^0,5. Следует обратить внимание на наличие двух различных решений этого равенства, поскольку в числителе стоит модульное выражение. Два полученных уравнения говорят о наличии взаимно перпендикулярных биссектрис для углов треугольника внутреннего и внешнего.
  3. Для внутреннего угла искомое уравнение можно найти, если определить точку пересечения соответствующей прямой с противоположной исходному углу стороной треугольника. Та точка, сумма расстояний от которой до концов отрезка будет равна длине стороны, принадлежит искомой биссектрисе.

Пример решения задачи

Пусть, треугольник задан координатами A (1, -1), B (0, -2), C (3,0). Следует уравнение биссектрисы найти для угла B и ее длину вычислить.

Сначала нужно написать уравнения прямых для сторон AB и CB, получается:

  • AB: (x, y) = (1, -1) + α*(-1, -1) ==> y — x + 2 = 0;
  • CB: (x, y) = (3, 0) + α*(-3, -2) ==> 3*y — 2*x + 6 = 0.

Составить уравнения биссектрис можно так:

| y — x + 2 |/(2)^0,5 = | 3*y — 2*x + 6 |/(13)^0,5.

Решение этого уравнения приводит к следующим двум выражениям для взаимно перпендикулярных биссектрис:

  • y*(6−3*3 0,5 ) + x*(3*3 0,5 −4)+12−6*3 0,5 = 0;
  • y*(3*3 0,5 +6) -x*(4+3*3 0,5 )+12+6*3 0,5 = 0.

Чтобы определить, какая из двух прямых является искомой для треугольника заданного, следует точку пересечения каждой из них со стороной AC найти. Уравнение для AC имеет вид:

Подставляя его в каждое из выражений для биссектрис, можно получить две точки пересечения:

При этом длина основания AC составляет 2,236 единицы через единичный вектор. Расстояние от точек D1 и D2 до A, C равно:

  • D1A = 1,4; D1C = 3,635;
  • D2A = 0,621; D2C = 1,614.

Видно, что точка пересечения второй прямой D2 лежит между A и C, поэтому соответствующее ей уравнение биссектрисы является ответом на задачу. Ее длину можно вычислить по формуле для модуля вектора BD2:

BD2 = 2,014 единицы.

Таким образом, для определения в треугольнике биссектрисы уравнения по координатам следует уметь находить векторную форму выражений для прямой по координатам двух точек. Также нужно знать свойства делящей пополам угол линии.

Уравнение биссектрисы в треугольнике — формула, свойства и решение задач

Треугольник является одной из самых простых фигур, которая часто встречается школьникам в задачах по геометрии. В свою очередь, биссектриса представляет собой важный элемент, характеризующий тот или иной угол. Решение геометрических проблем с участием этих объектов требует наличия определенных знаний. Чтобы уметь составлять по координатам вершин уравнение биссектрисы треугольника, необходимо понимать выражения для прямых линий.

Прямая на плоскости

Задачи по геометрии могут относиться к одному из двух принципиально отличающихся случаев. Это следующие:

  • На плоскости, где достаточно двух координат для описания любых геометрических объектов.
  • В трехмерном пространстве, где любая точка имеет три координаты.

    Когда рассматривают треугольники и их элементы, то в ряде ситуаций речь идет именно о двумерном пространстве. В нем всякая прямая линия может быть выражена в виде нескольких математических форм или уравнений. Чаще всего используются следующие типы:

  • Общий. Он также называется универсальным. Прямая представляет собой следующую математическую запись: A*x + B*y + C = 0. Здесь A, B, C — числовые коэффициенты, x и y — переменные, являющиеся координатами. Сразу нужно отметить, что эта форма представления прямой используется для составления уравнения биссектрисы угла. Для удобства геометрического изображения общую форму записи часто представляют в виде y = f (x). Нужно понимать, что указанной форме в пространстве соответствует не прямая, а плоскость.
  • Канонический или уравнение в отрезках. Имеет оно такой вид: y/p + x/q = 1. Здесь p, q — это координаты, в которых прямая пересекает оси y и x, соответственно, поэтому удобно ее изображать в координатной системе.
  • Векторный. Это один из важных типов представления прямой как на плоскости, так и в пространстве. По сути, он является исходным представлением, из которого можно получить все остальные. Математически он записывается так: (x, y) = (x0, y0) + α*(v1, v2). Где (x0, y0) — координаты произвольной точки, которая лежит на прямой, (v1, v2) — направляющий вектор, он параллелен заданной прямой, α — произвольное число, параметр.
  • Параметрический. Этот тип представляет собой систему уравнений, которую удобно использовать во время преобразования одного вида прямой в другой. Представляет он собой следующую математическую запись: x = x0 + α*v1; y = y0 + α*v2. Несложно понять, что, выражая параметр α, можно получить уравнения общего вида и в отрезках. Объединяя же систему уравнений в одно выражение, получается векторная форма записи прямой.

    Делящая пополам угол линия

    Каждый школьник, который знаком с азами геометрии, знает, что прямая, делящая на две равные части произвольный угол, называется биссектрисой. Этот элемент присутствует для любой фигуры, которая в своем составе содержит какой-либо угол.

    Другое определение биссектрисы гласит, что она представляет собой геометрическое расположение точек, которые равноудалены от соответствующих сторон углового объекта. Например, если имеется угол dac, то любая из точек биссектрисы находится на одинаковом расстоянии как от отрезка da, так и от отрезка ac.

    Способы построения

    В классах общеобразовательных школ рассматривают два основных способа построения биссектрисы. Это следующие:

  • С помощью транспортира. Для этого следует измерить заданный угол в градусах, разделить его пополам. Полученное значение отметить в виде точки. Затем соединить вершину угла и поставленную точку внутри него. Получится искомый элемент.
  • С использованием циркуля и линейки. Эти инструменты еще проще применять для построения биссектрисы, чем транспортир. Сначала необходимо установить в вершину угла ножку циркуля и отметить дугами пересечение окружности со сторонами. Затем, в точки пересечения поставить ножку циркуля и провести две окружности. Соединив две точки их пересечения одной прямой, можно получить биссектрису.

    Имеется еще один метод, который позволяет просто начертить изучаемый линейный элемент. Для его использования нужна линейка со шкалой. С помощью нее следует от вершины угла отмерить два одинаковых отрезка любой длины. Затем соединить концы этих отрезкой, получится равнобедренный треугольник.

    В нем любая биссектриса также является высотой и медианой. Поэтому, разделив его ровно пополам линейкой, и соединив полученную точку с вершиной, можно получить требуемую линию.

    Основные свойства

    Чтобы найти по координатам вершин длину биссектрисы треугольника, следует знать некоторые свойства этого геометрического объекта. Главным из них является существование двух линий, которые делят пополам исходный угол. Нужно понимать, что угол бывает не только внутренний, но и внешний. По сути, оба типа образуются при пересечении двух прямых. Нетрудно доказать, что биссектрисы каждого из них пересекаются всегда под углом 90 °.

    Еще одним важным свойством является тот факт, что пересекаются в одной точке биссектрисы треугольника. Она представляет собой центр вписанной в фигуру окружности. Чтобы это доказать, следует вспомнить, что каждая точка биссектрисы равноудалена от соответствующих сторон угла.

    Пусть имеется треугольник ABC. У него две биссектрисы пересекаются в точке O. Пусть это будут линии для углов A и B. Расстояние от O до AC должно быть равно таковому от O до AB. С другой стороны, расстояния от O до AB и до BC также одинаковые. Поэтому дистанции от O до BC и до AB также равны, а значит, точка O лежит на биссектрисе угла C и центром вписанной окружности является.

    В треугольнике рассматриваемый геометрический элемент используется часто для решения задач благодаря применению так называемой теоремы биссектрис. Чтобы ее сформулировать максимально простым языком, следует представить, что имеется треугольник произвольного типа ABC. В нем проведена биссектриса AD, где точка D лежит на прямой BC. Тогда справедливо следующее выражение:

    Это равенство не является очевидным, однако, оно было известно еще древнегреческим мыслителям. Эту теорему в несколько иной форме можно встретить в знаменитом труде по геометрии Евклида, который называется «Элементы». Доказательство равенства несложно провести с использованием небольших дополнительных построений и применением признаков подобия треугольников.

    Наконец, отрезок биссектрисы, который заключен между вершиной и противоположной стороной треугольника, имеет определенную длину. Вычислить ее можно с использованием следующего равенства:

    Это равенство прописано для угла A треугольника ABC, в котором противоположная A сторона имеет длину a. Стороны AB и AC имеют длины c и b, соответственно. Буквой p обозначен полупериметр фигуры.

    Важно понимать, если нарисовать прямоугольный параллелепипед (или иную фигуру) в пространстве, и построить биссектрису для его граней, она будет представлять собой не прямую, а плоскость.

    Уравнение биссектрисы треугольника

    Когда известно, как математически записывать выражения для прямых, и что такое биссектриса, и какими свойствами она обладает, можно переходить к непосредственному нахождению ее уравнения.

    В общем случае задача решается в результате применения следующей последовательности действий (существуют онлайн-ресурсы, позволяющие решить данную проблему):

  • Сначала требуется определить уравнения двух сторон угла по их координатам. Это легко сделать в векторной форме, а затем, преобразовать ее в выражение общего типа.
  • Далее, необходимо найти уравнение биссектрис первого координатного угла, прировняв расстояния от ее точек до соответствующей стороны. Рабочая формула имеет вид: |A1*x + B1*y + C|/(A1 2 + B1 2 )^0,5 = |A2*x + B2*y + C|/(A2 2 + B2 2 )^0,5. Следует обратить внимание на наличие двух различных решений этого равенства, поскольку в числителе стоит модульное выражение. Два полученных уравнения говорят о наличии взаимно перпендикулярных биссектрис для углов треугольника внутреннего и внешнего.
  • Для внутреннего угла искомое уравнение можно найти, если определить точку пересечения соответствующей прямой с противоположной исходному углу стороной треугольника. Та точка, сумма расстояний от которой до концов отрезка будет равна длине стороны, принадлежит искомой биссектрисе.

    Пример решения задачи

    Пусть, треугольник задан координатами A (1, -1), B (0, -2), C (3,0). Следует уравнение биссектрисы найти для угла B и ее длину вычислить.

    Сначала нужно написать уравнения прямых для сторон AB и CB, получается:

    • AB: (x, y) = (1, -1) + α*(-1, -1) ==> y — x + 2 = 0;
    • CB: (x, y) = (3, 0) + α*(-3, -2) ==> 3*y — 2*x + 6 = 0.

    Составить уравнения биссектрис можно так:

    | y — x + 2 |/(2)^0,5 = | 3*y — 2*x + 6 |/(13)^0,5.

    Решение этого уравнения приводит к следующим двум выражениям для взаимно перпендикулярных биссектрис:

    • y*(6−3*3 0,5 ) + x*(3*3 0,5 −4)+12−6*3 0,5 = 0;
    • y*(3*3 0,5 +6) -x*(4+3*3 0,5 )+12+6*3 0,5 = 0.

    Чтобы определить, какая из двух прямых является искомой для треугольника заданного, следует точку пересечения каждой из них со стороной AC найти. Уравнение для AC имеет вид:

    Подставляя его в каждое из выражений для биссектрис, можно получить две точки пересечения:

    При этом длина основания AC составляет 2,236 единицы через единичный вектор. Расстояние от точек D1 и D2 до A, C равно:

    • D1A = 1,4; D1C = 3,635;
    • D2A = 0,621; D2C = 1,614.

    Видно, что точка пересечения второй прямой D2 лежит между A и C, поэтому соответствующее ей уравнение биссектрисы является ответом на задачу. Ее длину можно вычислить по формуле для модуля вектора BD2:

    BD2 = 2,014 единицы.

    Таким образом, для определения в треугольнике биссектрисы уравнения по координатам следует уметь находить векторную форму выражений для прямой по координатам двух точек. Также нужно знать свойства делящей пополам угол линии.

    Вектор, который является биссектрисой угла между векторами! помогите

    Дано: вектор а с координатами (-4;3;0) и вектор b с координатами (12;-15;16) найти : координаты вектора с, являющийся биссектрисой угла между векторами а и b

    Чтобы получить вектор, направленный по биссектрисе угла между векторами, нужно сложить векторы, сонаправленные с заданными векторами, но равной длины. Нарпример, найдём орты заданных векторов, поделив координаты векторов на их длины. Получим вектор (-4/5; 3/5, 0) и вектор (12/25; -15/25; 16/25). Искомый вектор имеет координаты, равные суммам соответствующих координат.

    [spoiler title=”источники:”]

    http://sprint-olympic.ru/uroki/geometrija/129894-yravnenie-bissektrisy-v-treygolnike-formyla-svoistva-i-reshenie-zadach.html

    http://sprashivalka.com/tqa/q/20350200

    [/spoiler]

  • ПРАКТИЧЕСКИЕ

    ЗАНЯТИЯ

    «ВЕКТОРНАЯ
    АЛГЕБРА »

    Занятие
    1

    Примеры решения
    задач

    Задача 1. В
    равнобедренной трапеции ОАСВ угол
    ,,


    середина сторон ВС и АС. Выразить векторы


    через

    – единичные векторы направлений
    .


    В
    М С


    N

    O
    A

    Решение.
    .
    Так как
    .
    Найдем

    вектор
    .
    Из треугольника ОСА
    ,
    а так как
    ,
    а

    ,
    вектор
    .
    Найдем

    из треуголь-

    ника ONC

    ,
    а так как
    ,

    ,
    .

    Из треугольника
    OMN

    .

    Задача 2.
    Даны векторы

    и
    ,
    приложены к общей точке. Найти орт
    биссектрисы угла между
    .

    Решение.
    Диагональ четырехугольника совпадает
    с биссектрисой, если этот четырехугольник
    – ромб (квадрат). Найдя
    ,
    получим угол с одинаковыми по длине
    сторонами, равными единице. Таким
    образом, вектор

    направлен по биссектрисе угла между
    .

    ,

    ,

    .

    Найдем длину
    вектора

    ,
    тогда орт биссектрисы
    равен
    .

    Задача 3.
    Разложить вектор

    по трем некомпланарным векторам:
    .

    Решение.
    .

    .

    Приравняем
    коэффициенты справа и слева:


    тогда


    и
    .

    Задача 4. Даны
    точки

    Разложить
    вектор

    по ортам

    и найти его длину, направляющие косинусы,
    орт вектора
    .

    Если известны
    координаты точек

    и
    ,
    то координаты вектора

    Разложение этого
    вектора по ортам
    :

    Длина вектора
    находится по формуле

    а направляющие косинусы равны

    Орт вектора

    Найдем координаты
    векторов:



    и

    Вектор

    Занятие
    2

    Скалярное
    произведение векторов

    Примеры решения
    задач


    Задача 1.
    Определить длины диагоналей параллелограмма,
    построенного на векторах

    и
    ,
    где

    таковы, что
    .

    Решение.
    Диагонали параллелограмма есть векторы


    и
    .
    Вычислим длину вектора
    :
    .

    Аналогично
    вычисляется длина вектора
    .

    Задача 2.
    Найдите вектор
    ,
    коллинеарный вектору

    и удовлетворяющий условию
    .

    Решение.
    Обозначим вектор
    ,
    тогда из условий задачи


    или
    ,

    тогда
    .
    Итак:
    .

    Задача 3.
    Даны вершины треугольника

    Найти угол при вершине А и проекцию
    вектора

    на сторону АС. С

    Внутренний
    угол при вершине А образован векторами

    ,

    А
    В

    Тогда


    Проекция

    на направление вектора
    :

    .

    Задача 4.
    На материальную точку действуют силы
    .
    Найти работу равнодействующей этих сил

    при перемещении точки из положения

    в положение
    .

    Решение.
    Найдем силу

    и вектор перемещения
    .

    ,
    тогда искомая работа
    .

    Занятие 3

    Векторое
    произведения векторов. Смешанное
    произведение векторов

    Примеры решения
    задач

    Задача 1.
    Найти координаты векторного произведения
    ,
    если
    ,

    .

    Решение.
    Найдем

    и
    .
    Векторное произведение, по определению,
    равно
    .

    Задача 2.
    Силы

    и

    приложены к точке
    .
    Вычислить величину момента равнодействующей
    этих сил

    относительно точки
    .

    Решение.
    Найдем силу

    и плечо
    :

    .
    Момент

    сил

    вычисляется по формуле

    ,
    а его модуль
    .

    Задача 3.
    Даны вершины треугольника

    Найти его площадь и длину высоты,
    опущенной из вершины С.

    .
    Находим векторы

    Векторное
    произведение

    Так как

    где
    длина
    высоты, опущенной из вершины С на сторону
    АВ,
    .

    Задача 4. Даны
    координаты вершин параллелепипеда:

    .
    Найти объем параллелепипеда, его высоту,
    опущенную из вершины С, угол между
    вектором AD
    и гранью, в которой лежат векторы АВ и
    АС.

    Решение.
    По определению, объем параллелепипеда
    равен смешанному произведению векторов,
    на которых он построен. Найдем эти
    векторы:

    .

    Объем этого
    параллелепипеда
    .

    С другой стороны,
    объем параллелепипеда
    ,

    – это площадь параллелограмма:
    .

    ,
    тогда высота
    .

    Угол между
    вектором и гранью

    найдем по формуле

    .

    так как вектор

    перпендикулярен грани, в которой лежат
    векторы
    .
    Угол между этим вектором и вектором

    находим по известной формуле

    .
    Очевидно, что искомый угол
    .

    Итак:
    .

    Задача 5.
    Проверить,
    лежат ли в одной плоскости точки
    ,
    .
    Найти линейную зависимость вектора
    ,
    если это возможно.

    Решение.
    Найдем три вектора:
    .

    .

    Три вектора лежат
    в одной плоскости, если они компланарны,
    т. е. их смешанное произведение равно
    нулю:
    .
    Следовательно, эти три вектора линей-

    но
    зависимы. Найдем линейную зависимость

    от
    .

    .

    Решая эту систему,
    получим
    ,
    т.е.
    .


    Задача 6.
    При каком ненулевом значении t
    вектор

    будет еди-

    ничным, если

    Вектор будет единичным, если его длина
    будет равна единице, т. е.
    .

    Задача 7.
    Даны координаты вершин пирамиды

    ;
    .

    1. Найти длину вектора

      .

    2. Найти угол между
      векторами
      .

    3. Найти проекцию
      вектора

      на вектор
      .

    4. Найти площадь
      грани АВС .

    5. Найти объем
      пирамиды ABCD.

    Координаты векторов:

    1. Длина вектора


    2.

    3. Проекция
    вектора

    на вектор

    4.

    5.

    7

    Соседние файлы в папке ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

    • #
    • #
    • #
    • #
    • #
    • #
    • #
    • #

    Gorkaviy70

    Мыслитель

    (7396)


    12 лет назад

    Если требуется найти уравнение биссектрисы угла А треугольника АВС, то надо записать векторы АВ и АС, пронормировать эти векторы (т. е. каждый вектор разделить на его длину) , а потом получившиеся два вектора просто сложить – получим вектор Х, который и является направляющим вектором биссектрисы.

    Если точка А имеет координаты (а, b), а вектор Х имеет координаты (p,q), то уравнение биссектрисы имеет вид
    q (x-a) – p (y-b)=0.

    Styx

    Гений

    (83658)


    12 лет назад

    !)зная координаты вершин, найдите стороны треугольника, между которыми заключена биссектриса
    2))в1 ответе вам подсказали свойство биссектрисы из школы, составьте пропорцию, так узнаете вкаком отношении делит она 3-ю сторону
    4)запишите формулу для деления отрезка в данном отношении
    X0=(X1+kX2)/1+k
    Y0=(Y1+kY2)/1+k
    4)зная координаты точки пересечения и вершины, запишите уравнение прямой по двум точкам
    все…

    StyxГений (83658)

    12 лет назад

    Я считаю, что мое решение самое четкое и просматривается до конца, как любил говорить наш проф., кот орый читал нам аналитику в универе остальные- словоблудиеБаллы мне ненужны, просто за державу обидно

    А вы мне сможете решить мой пример?

    $begingroup$

    1. $vec A$ = $(vec i – vec j-3vec k)$

    2. $vec B$ = $(2vec i +vec j-2vec k)$

    3. $vec C$ = $(-5vec i +2vec j-6vec k)$

    To find the length of angle bisector of bac I marked the points $A(1,-1,-3)$ $B(2,1,-2)$ $C(-5,2,-6)$. How can I use the fact that the angle between the bisector and two adjacent sides is equal?

    Wolgwang's user avatar

    Wolgwang

    1,5252 gold badges10 silver badges24 bronze badges

    asked Nov 14, 2020 at 13:16

    Saniya's user avatar

    $endgroup$

    $begingroup$

    Method 1Just find the lenth of the sides of the triangle amd use the formula given here

    Method 2: By the angle bisector theorem we know the ratio in which the bisector divides the side opposite to the bisected angle. Use the section formula too find point of intersection and then use distance formula

    answered Nov 14, 2020 at 13:21

    Albus Dumbledore's user avatar

    Albus DumbledoreAlbus Dumbledore

    11.7k2 gold badges12 silver badges42 bronze badges

    $endgroup$

    $begingroup$

    $vec{AB}=vec b-vec a=vec r_1, vec{AC}=vec c-vec a= vec r_2$ then position vector of the angle bisector od BAC angle is $$vec r=frac{hat r_1+ hat r_2}{2}$$
    The length of angle bisector is $|vec r -vec a|.$

    answered Nov 14, 2020 at 13:46

    Z Ahmed's user avatar

    Z AhmedZ Ahmed

    42.1k1 gold badge14 silver badges48 bronze badges

    $endgroup$

    You must log in to answer this question.

    Not the answer you’re looking for? Browse other questions tagged

    .

    Добавить комментарий