Math Problem Statement

Найдите: а) векторное произведение векторов АВ и АС ; б) смешанное произведение векторов АВ , АС , АD и определите его геометрический смысл, если точки A, B, C, D имеют координаты A(5,-4,3) B(2,-1,8) C(4,5,-7) D(2,-4,-3)

Solution

Рассмотрим задачу пошагово.

Шаг 1: Определение векторов AB, AC и AD

Сначала находим координаты векторов AB\overrightarrow{AB}, AC\overrightarrow{AC}, и AD\overrightarrow{AD}.

  1. Вектор AB=BA=(25,1+4,83)=(3,3,5)\overrightarrow{AB} = B - A = (2 - 5, -1 + 4, 8 - 3) = (-3, 3, 5).
  2. Вектор AC=CA=(45,5+4,73)=(1,9,10)\overrightarrow{AC} = C - A = (4 - 5, 5 + 4, -7 - 3) = (-1, 9, -10).
  3. Вектор AD=DA=(25,4+4,33)=(3,0,6)\overrightarrow{AD} = D - A = (2 - 5, -4 + 4, -3 - 3) = (-3, 0, -6).

Часть а: Нахождение векторного произведения AB×AC\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}

Векторное произведение двух векторов AB\overrightarrow{AB} и AC\overrightarrow{AC} находится по формуле:

\begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ -3 & 3 & 5 \\ -1 & 9 & -10 \\ \end{vmatrix}$$ Рассчитаем каждый компонент: 1. $$i$$-компонент: $$3 \cdot (-10) - 5 \cdot 9 = -30 - 45 = -75$$. 2. $$j$$-компонент: $$-(-3 \cdot (-10) - 5 \cdot (-1)) = -30 + 5 = -35$$. 3. $$k$$-компонент: $$-3 \cdot 9 - 3 \cdot (-1) = -27 + 3 = -24$$. Таким образом, $$\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} = (-75, -35, -24)$$ ### Часть б: Нахождение смешанного произведения $$(\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}) \cdot \overrightarrow{AD}$$ Смешанное произведение $$(\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}) \cdot \overrightarrow{AD}$$ вычисляется по формуле: $$(\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}) \cdot \overrightarrow{AD} = (-75) \cdot (-3) + (-35) \cdot 0 + (-24) \cdot (-6)$$ Рассчитаем: $$(-75) \cdot (-3) = 225, \quad (-24) \cdot (-6) = 144$$ $$225 + 0 + 144 = 369$$ ### Геометрический смысл смешанного произведения Геометрический смысл смешанного произведения $$(\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}) \cdot \overrightarrow{AD}$$ — это объем параллелепипеда, построенного на векторах $$\overrightarrow{AB}$$, $$\overrightarrow{AC}$$ и $$\overrightarrow{AD}$$. В данном случае объем параллелепипеда равен $$369$$ единиц объема. --- Могу помочь с разъяснением каких-либо шагов или подробностями расчетов? ### Вопросы для углубления: 1. Каковы свойства векторного произведения и как они могут применяться в задачах на объем? 2. Какие особенности имеет смешанное произведение векторов? 3. Почему объем параллелепипеда можно находить с помощью смешанного произведения? 4. В каких случаях смешанное произведение векторов будет равно нулю и что это значит? 5. Как вычислить направление нормали к плоскости, образованной двумя векторами? ### Совет: Запомните, что векторное произведение двух векторов всегда перпендикулярно к плоскости, образованной этими векторами, что полезно при определении направлений.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Vector Operations
Cross Product
Scalar Triple Product
Geometrical Interpretation of Vectors

Formulas

Cross product formula: A × B = |i j k| |Ax Ay Az| |Bx By Bz|
Scalar triple product formula: (A × B) · C

Theorems

The vector cross product is perpendicular to the plane formed by the vectors.
The scalar triple product gives the volume of the parallelepiped formed by three vectors.

Suitable Grade Level

Grades 10-12