Как найти вектор x, который коллинеарен вектору a = i - 2j - 2k, образует острый угол с ортом j и имеет длину |x| = 15?
Геометрия 11 класс Векторы и их свойства
Чтобы найти вектор x, который коллинеарен вектору a = i - 2j - 2k, образует острый угол с ортом j и имеет длину |x| = 15, следуем следующим шагам:
Векторы коллинеарны, если один из них является скалярным произведением другого. То есть, вектор x можно выразить как:
x = k * a, где k - скаляр.
Длина вектора a вычисляется по формуле:
|a| = √(a1² + a2² + a3²), где a1, a2, a3 - компоненты вектора a.
Подставляем значения:
|a| = √(1² + (-2)² + (-2)²) = √(1 + 4 + 4) = √9 = 3.
Так как x коллинеарен a, мы можем записать:
x = k * (1i - 2j - 2k).
Тогда x = (k * 1)i + (k * -2)j + (k * -2)k.
Длина вектора x также вычисляется по формуле:
|x| = √((k * 1)² + (k * -2)² + (k * -2)²) = √(k² + 4k² + 4k²) = √(9k²) = 3|k|.
Так как |x| = 15, то:
3|k| = 15.
Отсюда получаем |k| = 5.
Чтобы вектор x образовывал острый угол с ортом j, необходимо, чтобы его проекция на ось j была положительной. Проекция вектора x на ось j равна:
y = k * -2.
Для того чтобы проекция была положительной, k должно быть отрицательным:
k = -5.
Теперь подставим значение k в выражение для x:
x = -5 * (1i - 2j - 2k) = -5i + 10j + 10k.
Ответ: Вектор x = -5i + 10j + 10k.