Геометрия. 7–9 классы · Атанасян, Бутузов и др. · § 109

Упражнение 1129 к § 109

§ 109. Угол между векторами · тема: Угол между векторами. Скалярное произведение

Задача 1

Условие (кратко)

Диагонали ромба ABCD пересекаются в точке O, диагональ BD равна стороне ромба. Найдите угол между векторами AB и AD.

Решение
Дано
  • \(ABCD\) — ромб
  • \(BD = AB\)
Найти
  • \(\angle(\overrightarrow{AB}, \overrightarrow{AD})\)

В треугольнике \(ABD\) все стороны равны (\(AB = AD\) как стороны ромба, \(BD = AB\) по условию), он равносторонний, \(\angle BAD = 60^\circ\).

Векторы отложены от точки \(A\), поэтому угол между ними равен \(\angle BAD = 60^\circ\).

Ответ
60°
Почему так

Короткая диагональ, равная стороне, делит ромб на два равносторонних треугольника.

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

Задача 2

Условие (кратко)

Диагонали ромба ABCD пересекаются в точке O, диагональ BD равна стороне ромба. Найдите угол между векторами AB и DA.

Решение
Дано
  • \(ABCD\) — ромб
  • \(BD = AB\)
  • значит \(\angle BAD = 60^\circ\) (треугольник \(ABD\) равносторонний)
Найти
  • \(\angle(\overrightarrow{AB}, \overrightarrow{DA})\)

\(\overrightarrow{DA} = -\overrightarrow{AD}\). Отложенный от \(A\), он идёт по продолжению стороны \(DA\) за точку \(A\) и образует с \(\overrightarrow{AB}\) угол, смежный с \(\angle BAD\):

\(180^\circ - 60^\circ = 120^\circ\).

Ответ
120°
Почему так

Замена вектора противоположным заменяет угол α на 180° − α.

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

Задача 3

Условие (кратко)

Диагонали ромба ABCD пересекаются в точке O, диагональ BD равна стороне ромба. Найдите угол между векторами BA и AD.

Решение
Дано
  • \(ABCD\) — ромб
  • \(\angle BAD = 60^\circ\) (так как \(BD = AB\))
Найти
  • \(\angle(\overrightarrow{BA}, \overrightarrow{AD})\)

\(\overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}\), а угол между \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{AD}\) равен \(60^\circ\). Противоположный вектор даёт смежный угол:

\(180^\circ - 60^\circ = 120^\circ\).

Ответ
120°
Почему так

Вектор BA противоположен AB, поэтому угол дополняет 60° до 180°.

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

Задача 4

Условие (кратко)

Диагонали ромба ABCD пересекаются в точке O, диагональ BD равна стороне ромба. Найдите угол между векторами OC и OD.

Решение
Дано
  • \(ABCD\) — ромб
  • \(O\) — точка пересечения диагоналей
Найти
  • \(\angle(\overrightarrow{OC}, \overrightarrow{OD})\)

Векторы отложены от \(O\), угол между ними — \(\angle COD\). Диагонали ромба перпендикулярны, поэтому \(\angle COD = 90^\circ\).

Ответ
90°
Почему так

Диагонали любого ромба взаимно перпендикулярны.

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

Задача 5

Условие (кратко)

Диагонали ромба ABCD пересекаются в точке O, диагональ BD равна стороне ромба. Найдите угол между векторами AB и DA (так напечатано в учебнике; по ответу учебника имелись в виду AB и DC — найдём оба угла).

Решение
Дано
  • \(ABCD\) — ромб
  • \(\angle BAD = 60^\circ\) (так как \(BD = AB\)
  • треугольник \(ABD\) равносторонний)
Найти
  • угол между \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{DA}\) (как напечатано) и угол между \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{DC}\) (как в ответе учебника)

В учебнике в пункте д) повторена пара из пункта б) — \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{DA}\). Для неё угол, как и в б), равен \(180^\circ - 60^\circ = 120^\circ\).

В ответах учебника указано \(0^\circ\) — это угол между \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{DC}\): у ромба \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC}\), векторы сонаправлены, угол между ними \(0^\circ\). Скорее всего, в условии опечатка.

Поэтому ответов два, в таком порядке: 1) для пары, напечатанной в условии, — \(120^\circ\); 2) для пары \(\overrightarrow{AB}\) и \(\overrightarrow{DC}\) — \(0^\circ\).

Ответ
1) AB и DA (как напечатано) — 120°; 2) AB и DC (по ответу учебника) — 0°
Почему так

Равные векторы сонаправлены, угол между ними 0°; противоположный вектор даёт смежный угол.

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

Задача 6

Условие (кратко)

Диагонали ромба ABCD пересекаются в точке O, диагональ BD равна стороне ромба. Найдите угол между векторами AB и CD.

Решение
Дано
  • \(ABCD\) — ромб
Найти
  • \(\angle(\overrightarrow{AB}, \overrightarrow{CD})\)

Противоположные стороны ромба параллельны и равны, \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC}\), поэтому \(\overrightarrow{CD} = -\overrightarrow{AB}\).

Векторы противоположно направлены, угол между ними \(180^\circ\).

Ответ
180°
Почему так

Вектор CD противоположен вектору AB, угол между противоположно направленными векторами — 180°.

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

Похожие задачи для тренировки

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.