Геометрия. 7–9 классы · Атанасян, Бутузов и др.

Задание 988

Дополнительные задачи к главе X

Задача 1

Условие (кратко)

Докажите, что если векторы m и n сонаправлены, то |m + n| = |m| + |n|, а если они противоположно направлены и |m| ≥ |n|, то |m + n| = |m| − |n|.

Решение

Дано: \(\vec{m}\) и \(\vec{n}\) — ненулевые векторы (если один из них нулевой, оба равенства очевидны). Доказать: при \(\vec{m} \uparrow\uparrow \vec{n}\) верно \(|\vec{m} + \vec{n}| = |\vec{m}| + |\vec{n}|\); при \(\vec{m} \uparrow\downarrow \vec{n}\) и \(|\vec{m}| \geqslant |\vec{n}|\) верно \(|\vec{m} + \vec{n}| = |\vec{m}| - |\vec{n}|\).

От произвольной точки \(A\) отложим \(\overrightarrow{AB} = \vec{m}\), от точки \(B\) отложим \(\overrightarrow{BC} = \vec{n}\). По правилу треугольника \(\overrightarrow{AC} = \vec{m} + \vec{n}\), поэтому \(|\vec{m} + \vec{n}| = AC\).

  1. Векторы сонаправлены. Тогда лучи \(AB\) и \(BC\) направлены одинаково, точки \(A\), \(B\), \(C\) лежат на одной прямой, и точка \(B\) лежит между \(A\) и \(C\). Значит, \(AC = AB + BC = |\vec{m}| + |\vec{n}|\).

  2. Векторы противоположно направлены. Тогда из точки \(B\) мы идём обратно, в сторону точки \(A\), на расстояние \(BC = |\vec{n}| \leqslant |\vec{m}| = AB\). Поэтому точка \(C\) лежит на отрезке \(AB\), и \(AC = AB - BC = |\vec{m}| - |\vec{n}|\).

Ответ
Утверждение доказано
Почему так

Сумму строим по правилу треугольника; для коллинеарных векторов все три точки лежат на одной прямой, и длины просто складываются или вычитаются.

Подробнее — в теме «Сложение векторов».

Условия задач приведены кратким пересказом. Полный текст — в учебнике «Геометрия. 7–9 классы» (Л. С. Атанасян, В. Ф. Бутузов, С. Б. Кадомцев, Э. Г. Позняк, И. И. Юдина; Просвещение, 2023, 2024).

Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.