Консультация № 197272
01.12.2019, 07:57
0.00 руб.
1 17 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Объясните, пожалуйста, почему в этом задании нужно возводить в квадрат. Я не понимаю
решения. Заранее спасибо за объяснение.
Прикрепленные файлы:
b0e2b53b5c4384f7c5232d31b65f10d88afe862d.png

Обсуждение

давно
Посетитель
401514
89
01.12.2019, 07:57
общий
Вот само задание.
Прикрепленные файлы:
2411a14f31a4b49c9377b43af43f8c4b.png
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
01.12.2019, 16:36
общий
02.12.2019, 02:57
Адресаты:
Вы спрашивали "почему в этом задании нужно возводить в квадрат" - не нужно, а можно, как 1 из вариантов, использующий свойство "Скалярный квадрат вектора равен квадрату его модуля" :
(u[$8594$])2 = |u|2 (свойство основано на том, что при перемножении одинаковых векторов угол м-ду ними = 0, и cos(0) = 1 ).
Решение похожей задачи по этому методу см на Ссылка1
или Ссылка2

Вы также можете использовать альтернативное решение по теореме косинусов znanija.com/task/7768877

"Я не понимаю решения" - подсказываю : Поскольку сумма 3х векторов равна нулю, значит при их последовательном соединении конец последнего вектора совпадает с началом первого, образуя замкнутый треугольник. Зная длины всех сторон треугольника, можно всегда решить задачу одним из 2х выше-упомянутых методов.

Дальше сами справитесь? Если нет, то просите готовое Решение. Сейчас у нас уже полночь (по Владивостоку), а завтра я смогу решить Вашу задачу, если другие эксперты не решат её раньше.
давно
Посетитель
401514
89
02.12.2019, 06:04
общий
Да, можно пожалуйста решение. Буду очень благодарна.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.12.2019, 14:02
общий
24.08.2022, 14:42
это ответ
Здравствуйте, pelageya.romanyuk2002!
Дано: Сумма векторов а[$8594$] + b[$8594$] + с[$8594$] = 0 , |а| = 10, |b| =12 , |с| = 14 .
Вычислить сумму скалярных произведений векторов S = a[$8594$]·b[$8594$] + b[$8594$]·с[$8594$] + а[$8594$]·с[$8594$] .

Решение : "Суммой нескольких векторов а[$8594$] + b[$8594$] + с[$8594$] называется вектор d[$8594$] , получающийся в результате последовательного сложения данных векторов. Такая операция выполняется по правилу многоугольника" (аннотация из учебной статьи "Сложение и вычитание векторов" Ссылка1 )
Согласно условию задачи сума векторов а[$8594$] + b[$8594$] + с[$8594$] равна нулю. Значит, конец последнего вектора совпадает с началом первого, образуя замкнутый треугольник.

Задача не имела бы решения, если бы один из векторов был длиннее суммы 2х других. Но используя Основные неравенства треугольника
a+b>c ; a+c>b ; b+c>a убеждаемся , что задача имеет решение в виде треугольника, построение которого возможно.
Зная длины всех сторон треугольника, можно всегда вычислить все остальные элементы треугольника и решить задачу несколькими способами.

Решим задачу самым простым для понимания способом с использованием теоремы косинусов в треугольнике :
a2 = b2 + c2 - 2·b·c·cos(A)
b2 = a2 + c2 - 2·a·c·cos(B)
c2 = a2 + b2 - 2·a·b·cos(C)

cos(A) = (b2 + c2 - a2) / (2·b·c) = (144+196-100) / (2·12·14) = 5/7 = 0,714
cos(B) = (a2 + c2 - b2) / (2·a·c) = (100+196-144) / (2·10·14) = 19/35 = 0,543
cos(C) = (a2 + b2 - c2) / (2·a·b) = (100+144-196) / (2·10·12) = 48/240 = 1/5 = 0,2

Согласно Определению "Скалярным произведением двух ненулевых векторов a[$8594$] и b[$8594$] называется число, равное произведению длин этих векторов на косинус угла между ними" (см Ссылка2 )
a[$8594$]·b[$8594$] = |a|·|b|·cos(C) = 10·12·0,2 = 24
b[$8594$]·c[$8594$] = |b|·|c|·cos(A) = 12·14·5/7 = 120
a[$8594$]·c[$8594$] = |a|·|c|·cos(B) = 10·14·19/35 = 76

Сумма 3х скалярных произведений : S = a[$8594$]·b[$8594$] + b[$8594$]·c[$8594$] + a[$8594$]·c[$8594$] = 24 + 120 + 76 = 220

Сделаем простую проверку : сумма всех углов в треугольнике должна равняться 180° :
A = arccos(cos(A)) = 44,4° , B = arccos(cos(B)) = 57,1° , C = arccos(cos(C)) = 78,5°
A+B+C = 180,0° - проверка успешна! Но Ответ +220 - НЕправильный! Также неправильное решение показано на странице znanija.com/task/7768877 , по примеру кот-й я решал эту задачу.
Распростанённая ошибка кроется в том, что найденные углы треугольника ABC НЕ есть углы м-ду соответствующими векторами! Например, угол B треугольника и угол м-ду векторами a[$8594$] и c[$8594$] - это смежные углы, их сумма равна 180°, а их косинусы равны по модулю, но имеют разные знаки.

Ст модератор Лысков Игорь Витальевич разъяснил нам отличие треугольника от векторов. Большое Спасибо Игорю Витальевичу за помощь! Показываю исправленное решени в вычислителе Маткад:
Исправленный Ответ : Сумма 3х скалярных произведений равна -220 .

Решения похожих задач : Ссылка3 , Ссылка4 , Ссылка5
давно
Посетитель
401514
89
02.12.2019, 14:18
общий
В книге ответ -220. Откуда минус?
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.12.2019, 14:39
общий
Адресаты:
Вы писали : "В книге ответ -220. Откуда минус?" - какая книга? Вы можете опубликовать сюда страницу из книги с методическим указанием по решению подобной задачи? Или ссылку на эту "методичку"?
Я не зря тратил время на проверку решения. Все углы в треугольнике - острые. Значит, все косинусы - положительные. Минусу НЕоткуда взяться.
давно
Посетитель
401514
89
02.12.2019, 14:40
общий
Там просто ответы на тесты. Это задание В части, на него две ответ -220. Я поэтому и спрашивала, почему такой ответ, так как у меня тоже ответ положительный получился...
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.12.2019, 14:50
общий
Уважаемые математики, как вы считаете, почему в задачнике ответ отрицательный, а у меня и автора Вопроса - положительный?

Я догадываюсь, если решить задачу методом "Скалярный квадрат", как в Решении на странице по Ссылке , то мы получим "минус". Но ведь знак Ответа не должен зависеть от метода решения, верно?
давно
Посетитель
401514
89
02.12.2019, 16:03
общий
Спасибо большое, но сама не знаю, почему так выходит...(((
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.12.2019, 16:25
общий
Адресаты:
Может, профессиональные математики найдут время объяснить расхождение?

Интуиция подсказывае мне, что мы с Вами получили правильное решение со знаком плюс.
А метод "Скалярный квадрат" - это внешне-эффектное упрощение, которое НЕ всегда совпадает с правильным ответом.
давно
Посетитель
401514
89
02.12.2019, 16:36
общий
Видимо не найдут времени ответить на наш с Вами вопрос...
давно
Посетитель
7438
7205
02.12.2019, 16:54
общий
Адресаты:
Полагаю, дело в том, что вы невнимательно прочитали условие:
Требуется найти не ab + bc + ca, a ab + bc + ac
Об авторе:
"Если вы заметили, что вы на стороне большинства, —
это верный признак того, что пора меняться." Марк Твен
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.12.2019, 17:16
общий
Адресаты:
Спасибо, Игорь Витальевич за внимание и Ваше участие в нашей проблеме.
Однако, я мысленно обработал варианты ca и ac 4 часа назад и пришёл к выводу :
Согласно Определению "Скалярным произведением двух ненулевых векторов a→ и b→ называется число, равное произведению длин этих векторов на косинус угла между ними"

Для a·c = |a|·|c|·cos(B) = 10·14·19/35 = 76
модули |a| = |-a| , |c| = |-c - знако-НЕзависимы.
cos(B) - функция чётная.
Мне думается, результат a·c =c·a

Завтра утром ещё проверю. У нас уже полночь.
давно
Посетитель
7438
7205
02.12.2019, 17:24
общий
02.12.2019, 17:27
Адресаты:
Cos, конечно, функция четная, но тут, полагаю, речь идет о cos([$960$] - B) = - cos(B)
Впрочем, тогда не сходятся числа
Надо будет еще раз внимательно проверить.
Об авторе:
"Если вы заметили, что вы на стороне большинства, —
это верный признак того, что пора меняться." Марк Твен
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.12.2019, 17:30
общий
Адресаты:
На ru.wikiversity.org/wiki/Скалярное_произведение_векторов написано
Коммутативность скалярного произведения : u⋅v=v⋅u
Значит точно a·c = c·a
До завтра
давно
Посетитель
7438
7205
02.12.2019, 17:50
общий
Адресаты:
я понял, в чем дело
Дело в том, что все углы будут тупыми! Чтобы найти скалярное произведение, надо вывести оба вектора из одной точки!
А тогда все углы получаются ТУПЫМИ! Соответственно, все косинусы - отрицательными!
Об авторе:
"Если вы заметили, что вы на стороне большинства, —
это верный признак того, что пора меняться." Марк Твен
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
03.12.2019, 04:27
общий
Адресаты:
Большое спасибо, Игорь Витальевич!
С Вашей помощью я разобрался и подправил, как мог, свой неправильный Ответ.
Вы - настоящий математик и добрейший товарищ!
Форма ответа