Math Problem Statement
Даны три вектора a(6, 3, 1), b(7, 3, 1), c(6, 4, 1). Отметьте левые тройки векторов. Выберите один или несколько ответов:
- векторы b, c, a
- векторы a, c, b
- векторы b, a, c
- векторы a, b, c
Solution
Для определения, какие из данных троек векторов являются левыми, нужно понять, что такое левая тройка векторов в трехмерном пространстве.
Тройка векторов является левой (если рассматривать их как ориентированные), если их векторное произведение (или произведение вектора ) ориентировано в ту же сторону, что и вектор . Для данной задачи подход будет следующим:
- Рассчитываем векторное произведение двух векторов (например, ).
- Если результат произведения положителен по отношению к вектору , то тройка векторов (a, b, c) ориентирована по часовой стрелке (правая тройка). Если результат произведения отрицателен, то тройка векторов ориентирована против часовой стрелки (левая тройка).
Для проверки, давайте вычислим ориентированное векторное произведение для каждой из предложенных троек.
Данные векторы:
Посчитаем векторное произведение для каждой из троек и проверим их ориентацию. Начнем с векторного произведения .
1. Векторное произведение :
\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 6 & 3 & 1 \\ 7 & 3 & 1 \\ \end{vmatrix}$$ Рассчитываем: $$\mathbf{a} \times \mathbf{b} = \mathbf{i} (3 \cdot 1 - 1 \cdot 3) - \mathbf{j} (6 \cdot 1 - 1 \cdot 7) + \mathbf{k} (6 \cdot 3 - 3 \cdot 7)$$ $$\mathbf{a} \times \mathbf{b} = \mathbf{i} (3 - 3) - \mathbf{j} (6 - 7) + \mathbf{k} (18 - 21)$$ $$\mathbf{a} \times \mathbf{b} = 0\mathbf{i} + 1\mathbf{j} - 3\mathbf{k} = (0, 1, -3)$$ Теперь нужно проверить, как вектор $$\mathbf{c} = (6, 4, 1)$$ ориентирован относительно вектора $$\mathbf{a} \times \mathbf{b} = (0, 1, -3)$$. Произведем скалярное произведение: $$(\mathbf{a} \times \mathbf{b}) \cdot \mathbf{c} = (0, 1, -3) \cdot (6, 4, 1) = 0 \cdot 6 + 1 \cdot 4 + (-3) \cdot 1 = 4 - 3 = 1$$ Так как скалярное произведение положительное ($$1 > 0$$), то вектор $$\mathbf{c}$$ совпадает с ориентацией вектора $$\mathbf{a} \times \mathbf{b}$$. Это значит, что тройка $$\mathbf{a}, \mathbf{b}, \mathbf{c}$$ **левая**. Таким образом, правильный ответ — **тройка $$\mathbf{a}, \mathbf{b}, \mathbf{c}$$** является левой. ### Ответ: 4) Векторы a, b, c Хотите узнать больше о векторных произведениях или о других свойствах векторов? ### Расширяющие вопросы: 1. Как вычисляется векторное произведение двух векторов в трехмерном пространстве? 2. Что такое правая и левая тройка векторов? 3. Как влияет знак скалярного произведения на ориентацию векторов? 4. Как проверить коллинеарность трех векторов? 5. В чем отличие между векторным и скалярным произведением? ### Советы: Помните, что для определения ориентации векторов полезно работать с их векторными и скалярными произведениями.Ask a new question for Free
By Image
Drop file here or Click Here to upload
Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Vector Calculus
Cross Product
Vector Orientation
Formulas
a × b = |i j k|
|a1 a2 a3|
|b1 b2 b3|
(a × b) · c = a1 * c1 + a2 * c2 + a3 * c3
Theorems
Right and Left Hand Rule for Vector Triple Products
Cross Product and Scalar Product
Suitable Grade Level
Grades 10-12
Related Recommendation
Determining Right-Handed Vector Triples with Cross Products
Vector Algebra Problem Involving Nonplanar Vectors and Scalar Triple Product
Understanding the Cross Product in Vector Calculus
Identify Left-handed Vector Triples Based on Scalar Triple Product
3D Vector Problem: Unit Vectors Perpendicular to Z-axis and 45 Degrees with X-axis