Math Problem Statement

Как проверить, что (1,4,−1)(1,4,−1) действительно перпендикулярен исходным векторам?

Solution

Чтобы проверить, что вектор (1,4,1)(1, 4, -1) действительно перпендикулярен исходным векторам (14,3,2)(14, -3, 2) и (9,2,1)(9, -2, 1), необходимо убедиться, что скалярное произведение проверяемого вектора с каждым из исходных равно нулю.

Скалярное произведение

Для векторов a=(a1,a2,a3)\mathbf{a} = (a_1, a_2, a_3) и b=(b1,b2,b3)\mathbf{b} = (b_1, b_2, b_3) скалярное произведение вычисляется по формуле: ab=a1b1+a2b2+a3b3.\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = a_1b_1 + a_2b_2 + a_3b_3.

Проверим это для вектора (1,4,1)(1, 4, -1) по отношению к (14,3,2)(14, -3, 2) и (9,2,1)(9, -2, 1).


1. Проверка с (14,3,2)(14, -3, 2):

(1,4,1)(14,3,2)=114+4(3)+(1)2.(1, 4, -1) \cdot (14, -3, 2) = 1 \cdot 14 + 4 \cdot (-3) + (-1) \cdot 2. Выполним вычисления: 14122=0.14 - 12 - 2 = 0.

Скалярное произведение равно 00, значит, вектор (1,4,1)(1, 4, -1) перпендикулярен (14,3,2)(14, -3, 2).


2. Проверка с (9,2,1)(9, -2, 1):

(1,4,1)(9,2,1)=19+4(2)+(1)1.(1, 4, -1) \cdot (9, -2, 1) = 1 \cdot 9 + 4 \cdot (-2) + (-1) \cdot 1. Выполним вычисления: 981=0.9 - 8 - 1 = 0.

Скалярное произведение также равно 00, значит, вектор (1,4,1)(1, 4, -1) перпендикулярен (9,2,1)(9, -2, 1).


Вывод:

Поскольку скалярное произведение равно 00 в обоих случаях, вектор (1,4,1)(1, 4, -1) действительно перпендикулярен исходным векторам.


Есть ли у вас дополнительные вопросы? Вот несколько связанных тем:

  1. Как геометрически интерпретировать скалярное произведение?
  2. Можно ли проверить перпендикулярность векторов в других измерениях (4D, 5D)?
  3. Что такое угол между векторами, и как он связан с их перпендикулярностью?
  4. Как вычислить скалярное произведение векторов программно?
  5. Чем отличаются скалярное и векторное произведение?

Совет: Если оба скалярных произведения равны 00, вектор гарантированно перпендикулярен каждому из исходных, поскольку это основное свойство ортогональности векторов.