Конечно, давайте решим эту задачу по геометрии.
Основные данные:
- Куб (АВСДА_1В_1С_1Д_1) имеет длину ребра равную 2.
Позиции точек куба в пространстве:
- (A = (0, 0, 0))
- (B = (2, 0, 0))
- (C = (2, 2, 0))
- (D = (0, 2, 0))
- (A_1 = (0, 0, 2))
- (B_1 = (2, 0, 2))
- (C_1 = (2, 2, 2))
- (D_1 = (0, 2, 2))
Найдем координаты векторов:
Вектор ( \overrightarrow{AB_1} ):
- (A = (0, 0, 0))
- (B_1 = (2, 0, 2))
[
\overrightarrow{AB_1} = B_1 - A = (2 - 0, 0 - 0, 2 - 0) = (2, 0, 2)
]
Вектор ( \overrightarrow{CC_1} ):
- (C = (2, 2, 0))
- (C_1 = (2, 2, 2))
[
\overrightarrow{CC_1} = C_1 - C = (2 - 2, 2 - 2, 2 - 0) = (0, 0, 2)
]
Вектор ( \overrightarrow{CD_1} ):
- (C = (2, 2, 0))
- (D_1 = (0, 2, 2))
[
\overrightarrow{CD_1} = D_1 - C = (0 - 2, 2 - 2, 2 - 0) = (-2, 0, 2)
]
Вычислим скалярные произведения:
а) ( \overrightarrow{AB_1} \cdot \overrightarrow{CC_1} )
Скалярное произведение двух векторов ( \mathbf{a} = (a_x, a_y, a_z) ) и ( \mathbf{b} = (b_x, b_y, b_z) ) вычисляется по формуле:
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = a_x b_x + a_y b_y + a_z b_z
]
Для векторов ( \overrightarrow{AB_1} = (2, 0, 2) ) и ( \overrightarrow{CC_1} = (0, 0, 2) ):
[
\overrightarrow{AB_1} \cdot \overrightarrow{CC_1} = 2 \cdot 0 + 0 \cdot 0 + 2 \cdot 2 = 0 + 0 + 4 = 4
]
б) ( \overrightarrow{AB_1} \cdot \overrightarrow{CD_1} )
Для векторов ( \overrightarrow{AB_1} = (2, 0, 2) ) и ( \overrightarrow{CD_1} = (-2, 0, 2) ):
[
\overrightarrow{AB_1} \cdot \overrightarrow{CD_1} = 2 \cdot (-2) + 0 \cdot 0 + 2 \cdot 2 = -4 + 0 + 4 = 0
]
Ответы:
- а) Скалярное произведение векторов ( \overrightarrow{AB_1} ) и ( \overrightarrow{CC_1} ) равно 4.
- б) Скалярное произведение векторов ( \overrightarrow{AB_1} ) и ( \overrightarrow{CD_1} ) равно 0.