Давайте разберем каждый из вопросов последовательно.
Вопрос 1:
Начертить вектор ( \mathbf{x} ) такой, что ( |\mathbf{x}| = 2 \, \text{см} ). Постройте векторы ( 3\mathbf{x}, -2\mathbf{x}, \frac{1}{2}\mathbf{x} ).
Начертите вектор ( \mathbf{x} ):
- Отложите отрезок длиной 2 см в любом направлении, обозначив его стрелкой.
- Назовите его ( \mathbf{x} ).
Построение вектора ( 3\mathbf{x} ):
- Увеличьте длину вектора ( \mathbf{x} ) в 3 раза. Длина нового вектора будет ( 3 \times 2 \, \text{см} = 6 \, \text{см} ).
- Направление вектора останется таким же, как у ( \mathbf{x} ).
Построение вектора ( -2\mathbf{x} ):
- Увеличьте длину вектора ( \mathbf{x} ) в 2 раза, получив длину нового вектора ( 2 \times 2 \, \text{см} = 4 \, \text{см} ).
- Направление нового вектора будет противоположно направлению вектора ( \mathbf{x} ).
Построение вектора ( \frac{1}{2}\mathbf{x} ):
- Уменьшите длину вектора ( \mathbf{x} ) в 2 раза. Длина нового вектора будет ( \frac{1}{2} \times 2 \, \text{см} = 1 \, \text{см} ).
- Направление вектора останется таким же, как у ( \mathbf{x} ).
Вопрос 2:
Решите задачу:
Вектор ( \mathbf{OC} ):
- Вектор ( \mathbf{OC} ) равен ( \mathbf{OA} + \mathbf{AC} ).
- Вектор ( \mathbf{AC} ) равен сумме ( \mathbf{AB} + \mathbf{BC} ).
- Поскольку ( ABCD ) — параллелограмм, ( \mathbf{BC} ) равно ( \mathbf{AD} ).
- Тогда ( \mathbf{AC} = \mathbf{a} + \mathbf{b} ).
- Вектор ( \mathbf{OC} = \mathbf{OA} + \mathbf{AC} = \mathbf{a} + \mathbf{b} ).
Вектор ( \mathbf{CK} ):
- Вектор ( \mathbf{CK} = \mathbf{CA} + \mathbf{AK} ).
- ( \mathbf{CA} = -\mathbf{AC} = -(\mathbf{a} + \mathbf{b}) ).
- Точка ( K ) делит ( AB ) в отношении ( 2:1 ), значит ( \mathbf{AK} = \frac{2}{3}\mathbf{a} ).
- Тогда ( \mathbf{CK} = -(\mathbf{a} + \mathbf{b}) + \frac{2}{3}\mathbf{a} = -\mathbf{a} - \mathbf{b} + \frac{2}{3}\mathbf{a} = -\frac{1}{3}\mathbf{a} - \mathbf{b} ).
Вопрос 3:
Начертите 2 неколлинеарных вектора ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ). Постройте векторы:
- ( \frac{1}{2}\mathbf{a} + 3\mathbf{b} )
- ( 2\mathbf{b} - \mathbf{a} )
Начертите векторы ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ):
- Возьмите две произвольные точки ( A ) и ( B ), начертите вектор ( \mathbf{a} ) от ( A ) к ( B ).
- Возьмите две другие произвольные точки ( C ) и ( D ), начертите вектор ( \mathbf{b} ) от ( C ) к ( D ).
- Убедитесь, что ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ) не коллинеарны (не параллельны).
Построение вектора ( \frac{1}{2}\mathbf{a} + 3\mathbf{b} ):
- Постройте вектор ( \frac{1}{2}\mathbf{a} ), который равен половине длины вектора ( \mathbf{a} ) и направлен так же, как ( \mathbf{a} ).
- Постройте вектор ( 3\mathbf{b} ), который равен тройной длине вектора ( \mathbf{b} ) и направлен так же, как ( \mathbf{b} ).
- Сложите эти два вектора геометрически: начальный конец ( 3\mathbf{b} ) присоедините к концу ( \frac{1}{2}\mathbf{a} ).
- Вектор, соединяющий начало ( \frac{1}{2}\mathbf{a} ) и конец ( 3\mathbf{b} ), будет вектором ( \frac{1}{2}\mathbf{a} + 3\mathbf{b} ).
Построение вектора ( 2\mathbf{b} - \mathbf{a} ):
- Постройте вектор ( 2\mathbf{b} ), который равен двойной длине вектора ( \mathbf{b} ) и направлен так же, как ( \mathbf{b} ).
- Постройте вектор ( -\mathbf{a} ), который равен вектору ( \mathbf{a} ) по длине, но направлен в противоположную сторону.
- Сложите эти два вектора геометрически: начальный конец ( -\mathbf{a} ) присоедините к концу ( 2\mathbf{b} ).
- Вектор, соединяющий начало ( 2\mathbf{b} ) и конец ( -\mathbf{a} ), будет вектором ( 2\mathbf{b} - \mathbf{a} ).
Вопрос 4:
Решите задачу:
Дано:
- ( ABCD ) — ромб.
- ( K ) принадлежит ( BC ).
- ( BK = KC ).
- ( AC \parallel BD ).
- ( \mathbf{a} = \mathbf{AB} ).
- ( \mathbf{b} = \mathbf{AD} ).
Выразить векторы ( \mathbf{AO}, \mathbf{AK}, \mathbf{KD} ) через векторы ( \mathbf{a}, \mathbf{b} ).
Вектор ( \mathbf{AO} ):
- В ромбе диагонали пересекаются в точке ( O ) и делятся пополам.
- ( \mathbf{AO} = \frac{1}{2}\mathbf{AC} ).
- Вектор ( \mathbf{AC} = \mathbf{a} + \mathbf{b} ).
- Тогда ( \mathbf{AO} = \frac{1}{2}(\mathbf{a} + \mathbf{b}) = \frac{1}{2}\mathbf{a} + \frac{1}{2}\mathbf{b} ).
Вектор ( \mathbf{AK} ):
- Точка ( K ) делит ( BC ) пополам, значит ( BK = KC ).
- Вектор ( \mathbf{BK} = \frac{1}{2}\mathbf{BC} ).
- В ромбе ( \mathbf{BC} = \mathbf{AD} ), значит ( \mathbf{BK} = \frac{1}{2}\mathbf{b} ).
- Тогда ( \mathbf{AK} = \mathbf{AB} + \mathbf{BK} = \mathbf{a} + \frac{1}{2}\mathbf{b} ).
Вектор ( \mathbf{KD} ):
- ( \mathbf{KD} = \mathbf{KC} + \mathbf{CD} ).
- Поскольку ( K ) делит ( BC ) пополам, ( \mathbf{KC} = \frac{1}{2}\mathbf{BC} = \frac{1}{2}\mathbf{b} ).
- ( \mathbf{CD} = \mathbf{AD} ).
- Тогда ( \mathbf{KD} = \frac{1}{2}\mathbf{b} + \mathbf{b} = \frac{1}{2}\mathbf{b} + \mathbf{b} = \frac{3}{2}\mathbf{b} ).
Таким образом, все задачи решены, и векторы построены и выражены через заданные векторы ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ).