Даны векторы а{2; 4}, b{-В; 6} и с{8; -4}.
1) Докажите, что вектор а перпендикулярен вектору с и не перпендикулярен вектору b.
2) Найдите косинус угла а между векторами b  и с.
3) Определите, острым или тупым является угол а.
от

1 Ответ

Дано:  
вектор а = {2; 4},  
вектор b = {-В; 6},  
вектор с = {8; -4}.

Найти:  
1) Докажите, что вектор а перпендикулярен вектору с и не перпендикулярен вектору b.  
2) Найдите косинус угла а между векторами b и с.  
3) Определите, острым или тупым является угол а.

Решение:  
1) Чтобы проверить, перпендикулярны ли векторы а и с, найдем их скалярное произведение:  
a · c = a1 * c1 + a2 * c2 = 2 * 8 + 4 * (-4) = 16 - 16 = 0.  
Поскольку скалярное произведение равно нулю, вектор а перпендикулярен вектору с.

Теперь проверим перпендикулярность векторов а и b:  
a · b = a1 * b1 + a2 * b2 = 2 * (-В) + 4 * 6 = -2В + 24.  
Для перпендикулярности нужно, чтобы a · b = 0:  
-2В + 24 = 0  
=> 2В = 24  
=> В = 12.  
Таким образом, вектор а не перпендикулярен вектору b, если В ≠ 12.

2) Найдем косинус угла а между векторами b и с. Для этого используем формулу:  
cos(угол) = (b · c) / (|b| * |c|).

Сначала найдем скалярное произведение b и c:  
b · c = b1 * c1 + b2 * c2 = (-В) * 8 + 6 * (-4) = -8В - 24.

Теперь найдем длины векторов b и c:  
|b| = √((-В)^2 + 6^2) = √(В^2 + 36),  
|c| = √(8^2 + (-4)^2) = √(64 + 16) = √80 = 4√5.

Теперь подставим в формулу для косинуса:  
cos(угол) = (-8В - 24) / (√(В^2 + 36) * 4√5).

3) Чтобы определить, острым или тупым является угол а, нужно оценить знак косинуса.  
Косинус угла острый, если cos(угол) > 0, и тупой, если cos(угол) < 0.

Из выражения для cos(угол) видно, что знак будет зависеть от числителя:  
-8В - 24.  
Решим неравенство -8В - 24 > 0:  
-8В > 24  
=> В < -3.  
Таким образом, если В < -3, угол острый. Если В ≥ -3, угол тупой.

Ответ:  
1) Вектор а перпендикулярен вектору с и не перпендикулярен вектору b при В ≠ 12.  
2) Косинус угла а между векторами b и с равен (-8В - 24) / (√(В^2 + 36) * 4√5).  
3) Угол а острый при В < -3 и тупой при В ≥ -3.
от