Чтобы решить задачи с векторами в параллелограмме, нужно использовать свойства параллелограмма и операции с векторами.
Свойства параллелограмма:
- Противоположные стороны равны и параллельны: ( \vec{AB} = \vec{DC} ) и ( \vec{AD} = \vec{BC} ).
- Диагонали пересекаются в точке, делящей их пополам.
Теперь рассмотрим каждый из векторных выражений.
1) ( \vec{AB} - \vec{DC} + \vec{BC} )
Используя свойство, что ( \vec{AB} = \vec{DC} ), можно упростить выражение:
[
\vec{AB} - \vec{DC} = \vec{0}
]
Следовательно:
[
\vec{AB} - \vec{DC} + \vec{BC} = \vec{0} + \vec{BC} = \vec{BC}
]
Ответ: ( \vec{BC} )
2) ( \vec{AD} - \vec{BA} + \vec{DB} + \vec{DC} )
Сначала заметим, что ( \vec{BA} = -\vec{AB} ), и используя свойства параллелограмма, преобразуем:
[
\vec{AD} + \vec{DC} = \vec{AC} \quad \text{(так как } \vec{AD} + \vec{DC} = \vec{AC} \text{ в параллелограмме)}
]
[
\vec{DB} = -\vec{BD}
]
Теперь подставим:
[
\vec{AD} - \vec{AB} + \vec{DB} + \vec{DC} = \vec{AD} - \vec{AB} - \vec{BD} + \vec{DC}
]
Известно, что ( \vec{AD} + \vec{DC} = \vec{AC} ), и ( \vec{AB} + \vec{BD} = \vec{AD} ), значит:
[
\vec{AD} - \vec{AD} + \vec{AC} = \vec{AC}
]
Ответ: ( \vec{AC} )
3) ( \vec{AB} + \vec{CA} - \vec{DA} )
Используем тот факт, что вектор от ( C ) к ( A ) равен минус вектору от ( A ) к ( C ), то есть ( \vec{CA} = -\vec{AC} ). Также учтём, что ( \vec{DA} = -\vec{AD} ):
[
\vec{AB} + \vec{CA} - \vec{DA} = \vec{AB} - \vec{AC} + \vec{AD}
]
Поскольку ( \vec{AB} + \vec{AD} = \vec{AC} ), упростим выражение:
[
\vec{AC} - \vec{AC} = \vec{0}
]
Ответ: ( \vec{0} )
Так, мы последовательно использовали свойства параллелограмма и операции с векторами для упрощения заданных выражений.