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

Задание 1157

Дополнительные задачи к главе XII

Задача 1

Условие (кратко)

При каком значении x векторы p = xa + 17b и q = 3a − b перпендикулярны, если |a| = 2, |b| = 5, угол между a и b равен 120°?

Решение
Дано
  • \(\vec{p} = x\vec{a} + 17\vec{b}\)
  • \(\vec{q} = 3\vec{a} - \vec{b}\)
  • \(|\vec{a}| = 2\)
  • \(|\vec{b}| = 5\)
  • угол между \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) равен \(120^\circ\)
Найти
  • \(x\)
  • при котором \(\vec{p} \perp \vec{q}\)
  1. \(\vec{a}^{\,2} = 4\), \(\vec{b}^{\,2} = 25\), \(\vec{a} \cdot \vec{b} = 2 \cdot 5 \cdot \cos 120^\circ = -5\).

  2. Ненулевые векторы перпендикулярны тогда и только тогда, когда их скалярное произведение равно нулю: \(\vec{p} \cdot \vec{q} = 3x\vec{a}^{\,2} - x\,\vec{a} \cdot \vec{b} + 51\,\vec{a} \cdot \vec{b} - 17\vec{b}^{\,2} = 12x + 5x - 255 - 425 = 17x - 680\).

  3. \(17x - 680 = 0\), \(x = 40\). При этом \(\vec{p}\) и \(\vec{q}\) ненулевые (\(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) не коллинеарны).

Ответ
x = 40
Почему так

Условие перпендикулярности — нулевое скалярное произведение; раскрыв скобки, получаем линейное уравнение относительно x.

Подробнее — в теме «Угол между векторами. Скалярное произведение».

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.