Math Problem Statement

Найди линейную комбинацию векторов даны точки А(-2; 0; 1); B(4;-1; 3); C(-3; 2; 1); D (4; 1; 1)

Solution

Чтобы найти линейную комбинацию векторов, нужно выразить один из векторов как линейную комбинацию других. Например, возьмем точки A(2,0,1)A(-2, 0, 1), B(4,1,3)B(4, -1, 3), C(3,2,1)C(-3, 2, 1), и D(4,1,1)D(4, 1, 1) и найдем их векторные представления.

Шаг 1. Найти векторы
Вектор AB=BA\vec{AB} = B - A: AB=(4(2),10,31)=(6,1,2)\vec{AB} = (4 - (-2), -1 - 0, 3 - 1) = (6, -1, 2)

Вектор AC=CA\vec{AC} = C - A: AC=(3(2),20,11)=(1,2,0)\vec{AC} = (-3 - (-2), 2 - 0, 1 - 1) = (-1, 2, 0)

Вектор AD=DA\vec{AD} = D - A: AD=(4(2),10,11)=(6,1,0)\vec{AD} = (4 - (-2), 1 - 0, 1 - 1) = (6, 1, 0)

Шаг 2. Проверить зависимость векторов
Мы ищем линейную комбинацию AD=k1AB+k2AC\vec{AD} = k_1 \vec{AB} + k_2 \vec{AC}.
Это означает решение системы уравнений: 6=6k11k2,6 = 6k_1 - 1k_2, 1=1k1+2k2,1 = -1k_1 + 2k_2, 0=2k1+0k2.0 = 2k_1 + 0k_2.

Шаг 3. Решить систему уравнений
Из третьего уравнения видно: 2k1=0    k1=0.2k_1 = 0 \implies k_1 = 0.

Подставляем k1=0k_1 = 0 в первые два уравнения: 6=1k2    k2=6.6 = -1k_2 \implies k_2 = -6.

1=2k2    k2=6.1 = 2k_2 \implies k_2 = -6.

Ответ: AD=6AC.\vec{AD} = -6 \vec{AC}.

Если хотите, могу подробно разобрать решение или найти другие комбинации.

Вопросы для размышления:

  1. Как найти линейную зависимость трёх и более векторов?
  2. Что означает ортогональность векторов в пространстве?
  3. Как определить, лежат ли четыре точки в одной плоскости?
  4. Какие ещё способы решения задачи о линейной комбинации существуют?
  5. Как использовать метод матриц для определения линейной зависимости?

Совет: Всегда проверяйте результаты, чтобы избежать арифметических ошибок в вычислениях.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Vector operations
Linear combinations
Linear dependence

Formulas

Vector subtraction: \( \vec{AB} = B - A \)
Linear combination equation: \( \vec{V} = k_1\vec{U}_1 + k_2\vec{U}_2 + \dots \)

Theorems

Linear dependence theorem
System of linear equations solution methods

Suitable Grade Level

Grades 10-12