R
Ученик
(194)
1 день назад
Дано параллелепипед \( ABCDA_1B_1C_1D_1 \). Нам потрібно розкласти вектор \( \overrightarrow{B_1P} \) за векторами:
- \( \mathbf{a} = \overrightarrow{B_1A_1} \)
- \( \mathbf{b} = \overrightarrow{B_1C_1} \)
- \( \mathbf{c} = \overrightarrow{B_1B} \)
**Крок 1: Визначимо координати точок.**
Припустимо, що точка \( B_1 \) знаходиться в початку координат:
\[
B_1 = (0, 0, 0)
\]
Тоді інші вершини можна визначити так:
\[
A_1 = (1, 0, 0), \quad C_1 = (0, 1, 0), \quad B = (0, 0, 1)
\]
\[
A = (1, 0, 1), \quad D = (1, 1, 1), \quad D_1 = (1, 1, 0)
\]
**Крок 2: Знайдемо точку \( P \) — точку перетину медіан трикутника \( ABD \).**
Координати точок трикутника \( ABD \):
\[
A = (1, 0, 1), \quad B = (0, 0, 1), \quad D = (1, 1, 1)
\]
Медіани трикутника перетинаються у центрі мас (точка \( P \)), координати якого є середнім арифметичним координат вершин:
\[
P = \left( \frac{1+0+1}{3}, \frac{0+0+1}{3}, \frac{1+1+1}{3} \right) = \left( \frac{2}{3}, \frac{1}{3}, 1 \right)
\]
**Крок 3: Визначимо вектор \( \overrightarrow{B_1P} \).**
Координати \( B_1 = (0, 0, 0) \) і \( P = \left( \frac{2}{3}, \frac{1}{3}, 1 \right) \), тому:
\[
\overrightarrow{B_1P} = \left( \frac{2}{3}, \frac{1}{3}, 1 \right)
\]
**Крок 4: Виразимо \( \overrightarrow{B_1P} \) через вектори \( \mathbf{a}, \mathbf{b}, \mathbf{c} \).**
Вектори:
\[
\mathbf{a} = \overrightarrow{B_1A_1} = (1, 0, 0)
\]
\[
\mathbf{b} = \overrightarrow{B_1C_1} = (0, 1, 0)
\]
\[
\mathbf{c} = \overrightarrow{B_1B} = (0, 0, 1)
\]
Шукаємо коефіцієнти \( x, y, z \) такі, що:
\[
\overrightarrow{B_1P} = x \mathbf{a} + y \mathbf{b} + z \mathbf{c}
\]
\[
\left( \frac{2}{3}, \frac{1}{3}, 1 \right) = x (1, 0, 0) + y (0, 1, 0) + z (0, 0, 1)
\]
Отримуємо систему:
\[
x = \frac{2}{3}, \quad y = \frac{1}{3}, \quad z = 1
\]
**Відповідь:**
\[
\overrightarrow{B_1P} = \boxed{\dfrac{2}{3} \mathbf{a} + \dfrac{1}{3} \mathbf{b} + \mathbf{c}}
\]
Shaolin
Мыслитель
(7403)
1 день назад
решим задачу пошагово:
1) В параллелепипеде ABCDA1B1C1D1:
- вектор B1A1 = a
- вектор B1C1 = b
- вектор B1B = c
2) В треугольнике ABD точка P является точкой пересечения медиан.
Точка P делит каждую медиану в отношении 2:1, считая от вершины.
3) В системе координат с началом в точке B1:
- Точка A лежит на ребре AA1, поэтому A = A1 - B1 = a
- Точка B лежит на ребре BB1, поэтому B = c
- Точка D = A1 + D1B1 = a + b
4) Тогда координаты точки P:
P = (A + B + D)/3 = (a + c + (a + b))/3 = (2a + b + c)/3
5) Следовательно:
B1P = P - B1 = (2a + b + c)/3 - 0 = (2a + b + c)/3
Ответ: B1P = (2a + b + c)/3
Проверка:
* Результат соответствует геометрическому смыслу точки пересечения медиан
* Формула учитывает все необходимые векторы a, b и c
* Коэффициенты рациональные, что соответствует отношению 2:1 в делении медиан