Вопрос задан 17.01.2026 в 10:47. Предмет Математика. Спрашивает Мишустин Дмитрий.

Вычислите угол между векторами m и q=m-2k+3p, где m, k, p ― единичные взаимно-перпендикулярные векторы.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Olegovish Timur.

Для вычисления угла между векторами m\mathbf{m} и q=m2k+3p\mathbf{q} = \mathbf{m} - 2\mathbf{k} + 3\mathbf{p}, где m,k,p\mathbf{m}, \mathbf{k}, \mathbf{p} — единичные взаимно-перпендикулярные векторы, будем использовать формулу для косинуса угла между двумя векторами:

cosθ=mqmq\cos \theta = \frac{\mathbf{m} \cdot \mathbf{q}}{|\mathbf{m}| |\mathbf{q}|}

Поскольку m,k,p\mathbf{m}, \mathbf{k}, \mathbf{p} — единичные векторы, их длины равны 1, то m=1|\mathbf{m}| = 1 и q|\mathbf{q}| можно вычислить из выражения для q\mathbf{q}.

Шаг 1. Сначала вычислим скалярное произведение mq\mathbf{m} \cdot \mathbf{q}.

Вектор q\mathbf{q} задан как q=m2k+3p\mathbf{q} = \mathbf{m} - 2\mathbf{k} + 3\mathbf{p}. Рассчитаем скалярное произведение mq\mathbf{m} \cdot \mathbf{q}:

mq=m(m2k+3p)\mathbf{m} \cdot \mathbf{q} = \mathbf{m} \cdot (\mathbf{m} - 2\mathbf{k} + 3\mathbf{p})

Используя линейность скалярного произведения:

mq=mm2(mk)+3(mp)\mathbf{m} \cdot \mathbf{q} = \mathbf{m} \cdot \mathbf{m} - 2(\mathbf{m} \cdot \mathbf{k}) + 3(\mathbf{m} \cdot \mathbf{p})

Поскольку m\mathbf{m}, k\mathbf{k} и p\mathbf{p} взаимно перпендикулярны, то их скалярные произведения равны нулю, кроме mm\mathbf{m} \cdot \mathbf{m}, которое равно 1 (так как m\mathbf{m} — единичный вектор). Получаем:

mq=12(0)+3(0)=1\mathbf{m} \cdot \mathbf{q} = 1 - 2(0) + 3(0) = 1

Шаг 2. Найдем длину вектора q\mathbf{q}.

Длина вектора q\mathbf{q} вычисляется по формуле:

q=qq|\mathbf{q}| = \sqrt{\mathbf{q} \cdot \mathbf{q}}

Рассчитаем скалярное произведение qq\mathbf{q} \cdot \mathbf{q}:

qq=(m2k+3p)(m2k+3p)\mathbf{q} \cdot \mathbf{q} = (\mathbf{m} - 2\mathbf{k} + 3\mathbf{p}) \cdot (\mathbf{m} - 2\mathbf{k} + 3\mathbf{p})

Раскроем скалярное произведение:

qq=mm2(mk)+3(mp)2(km)+4(kk)6(kp)+3(pm)6(pk)+9(pp)\mathbf{q} \cdot \mathbf{q} = \mathbf{m} \cdot \mathbf{m} - 2(\mathbf{m} \cdot \mathbf{k}) + 3(\mathbf{m} \cdot \mathbf{p}) - 2(\mathbf{k} \cdot \mathbf{m}) + 4(\mathbf{k} \cdot \mathbf{k}) - 6(\mathbf{k} \cdot \mathbf{p}) + 3(\mathbf{p} \cdot \mathbf{m}) - 6(\mathbf{p} \cdot \mathbf{k}) + 9(\mathbf{p} \cdot \mathbf{p})

Используя взаимную перпендикулярность векторов, все скалярные произведения, кроме kk=1\mathbf{k} \cdot \mathbf{k} = 1 и pp=1\mathbf{p} \cdot \mathbf{p} = 1, равны нулю. Получаем:

qq=1+4+9=14\mathbf{q} \cdot \mathbf{q} = 1 + 4 + 9 = 14

Следовательно, длина вектора q\mathbf{q} равна:

q=14|\mathbf{q}| = \sqrt{14}

Шаг 3. Рассчитаем угол между векторами m\mathbf{m} и q\mathbf{q}.

Теперь можем найти косинус угла между векторами m\mathbf{m} и q\mathbf{q}:

cosθ=mqmq=1114=114\cos \theta = \frac{\mathbf{m} \cdot \mathbf{q}}{|\mathbf{m}| |\mathbf{q}|} = \frac{1}{1 \cdot \sqrt{14}} = \frac{1}{\sqrt{14}}

Таким образом, угол θ\theta между векторами m\mathbf{m} и q\mathbf{q} можно найти как:

θ=cos1(114)\theta = \cos^{-1} \left( \frac{1}{\sqrt{14}} \right)

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Математика 12.01.2026 20:39 37 Макарова Ангелина

Последние заданные вопросы в категории Математика

Математика 10.12.2025 11:47 25 Васильева Александра
Задать вопрос