Для решения задачи сначала нужно понять, что скалярное произведение векторов ( \mathbf{DC} ) и ( \mathbf{DA} ) можно найти, используя формулу:
[
\mathbf{DC} \cdot \mathbf{DA} = |\mathbf{DC}| \cdot |\mathbf{DA}| \cdot \cos(\theta)
]
где ( \theta ) — угол между векторами ( \mathbf{DC} ) и ( \mathbf{DA} ).
Давайте разберёмся с условиями задачи:
- Трапеция ( ABCD ) с основаниями ( AD ) и ( BC ).
- Углы ( \angle A ) и ( \angle D ) равны.
- ( AD = 15 ), ( BC = 5 ), ( AB = 13 ).
Так как углы ( \angle A ) и ( \angle D ) равны, ( ABCD ) является равнобедренной трапецией. Это значит, что в трапеции боковые стороны ( AB ) и ( CD ) равны. Однако для вычисления скалярного произведения нам понадобится длина вектора ( \mathbf{DC} ) и угол между ( \mathbf{DC} ) и ( \mathbf{DA} ).
Поскольку ( AD ) и ( BC ) — основания, и трапеция равнобедренная, можно определить, что высоты, опущенные из точек ( B ) и ( C ), равны и делят ( AD ) на три части: по отрезку ( x ) от каждой высоты до точки ( A ) и ( D ) плюс основание ( BC = 5 ) посередине. Таким образом:
[
x + 5 + x = 15 \implies 2x = 10 \implies x = 5
]
Теперь можно найти длину боковой стороны ( CD ) (так как ( CD = AB = 13 ) в равнобедренной трапеции).
Теперь нужно найти угол между векторами ( \mathbf{DC} ) и ( \mathbf{DA} ). В равнобедренной трапеции эти векторы параллельны, так как оба являются боковыми сторонами и идут в противоположных направлениях. Это значит, что угол между ними ( \theta = 180^\circ ).
Используя формулу для скалярного произведения и зная, что ( \cos(180^\circ) = -1 ), получаем:
[
\mathbf{DC} \cdot \mathbf{DA} = |\mathbf{DC}| \cdot |\mathbf{DA}| \cdot \cos(180^\circ) = 13 \cdot 15 \cdot (-1) = -195
]
Таким образом, скалярное произведение векторов ( \mathbf{DC} ) и ( \mathbf{DA} ) равно (-195).