Некоторые векторные равенства

Исследование основных векторных соотношений, особенности их использования в решении математических задач. Структура системы, полученной в силу единственности разложения вектора. Доказательство причисления равенства к основным векторным соотношениям.

Рубрика Математика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 18.06.2015
Размер файла 75,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоторые векторные равенства

Среди векторных соотношений можно выделить несколько важных соотношений, называемых здесь основными. Эти основные соотношения являются, образно выражаясь, ключами к решению широкого класса задач.

Основное соотношение. Во всяком треугольнике ЛВС выполняется равенство

(I)

Где М - центроид (точка пересечения медиан) треугольника АВС.

Докажем соотношение (I).

Пусть М - центроид треугольника АВС. Соединим точку М со всеми вершинами треугольника. Прямая МВ пересекает сторону АС треугольника АВС в точке О, являющейся серединой стороны АС. На прямой ВМ откладываем МЕ ВМ и соединяем точку Е с вершинами А и С. очевидно, что АМСЕ - параллелограмм. Поэтому . Откуда . Так как , то . Ч.т.д.

Задача. Доказать, что если М - центроид треугольника АВС и О - произвольная точка пространства, то выполняется равенство

(1)

Доказательство:

Запишем следующие векторные равенства:

Сложив эти равенства по частям, получаем:

,

откуда

векторный равенство математический

Доказанное равенство также следует отнести к основным векторным соотношениям, так как оно часто используется в решении многих задач.

Основное соотношения. В треугольнике АВС на стороне АС взята точка D так, что АD: DС = m: n.

Тогда имеет месть следующее соотношение:

(II)

Доказательство:

Из треугольника АВС имеем:

.

Ч.т.д.

Задача. Через середину Е медианы СС1 треугольника АВС проведена прямая АЕ, пересекающая сторону ВС в точке F. Вычислить АЕ: ЕF и СF: FВ.

Решение

Введем векторы и . Пусть СF: FВ = m: n. Тогда по формуле (II) имеем:

и (1)

где 0 < х < 1.

С другой стороны, учитывая, что Е - середина медианы СС1 получаем для АЕ следующее выражение:

(2)

В силу единственности разложения вектора по двум векторам из (1) и (2) получаем систему:

(3)

Разделив по частям первое уравнение системы (3) на второе, получаем, что m: n = 1: 2, т.е. СF: FВ = 1: 2.

Сложив по частям уравнение системы (3), находим, что , т.е. AEEF = 3: 4

Основное соотношение. Если точки М и N делят отрезки АВ и CD соответственно в равных отношениях так, что AM: MB = CN: ND = m: n, то выполняется равенство.

(III)

Доказательство:

Для доказательства равенства (III) мы воспользуемся формулой (II). Запишем, что отрезки АВ и CD могут произвольно располагаться относительно друг друга (например, они могут лежать на скрещивающихся прямых и на прямых, принадлежащих одной плоскости).

Пусть О - произвольная точка, не принадлежащая ни отрезку АВ, ни отрезку CD. Соединим точку О с точками А, М, В, С, N и D и раcсмотрим векторы и .

Имеем:

,

,

Ч. т.д.

Задача. На прямой m даны три точки Р, Q, R, а на прямой m1 - три точки P1, Q1, R1 причем , . Доказать, что середины отрезков PP1, QQ1 и RR1 принадлежат одной прямой.

Решение

Пусть М, N и К - середины отрезков РР1 QQ1 и RR1 соответственно.

На основании (III) запишем следующие векторные равенства:

(1)

(2)

Из (1) и (2) следует, что векторы и коллинеарные. А так как начало одного из них является концом другого, то точки М, N и К принадлежат одной прямой.

IV Основное соотношение. Дан тетраэдр ABCD и в плоскости его грани ABC точка М. Доказать, что для разложения

Выполняется равенство

Доказательство:

Допустим, что точка М лежит внутри треугольника ABC. Проведем через точки А и М прямую, которая пересекает сторону ВС в точке Е. Пусть Е делит сторону ВС в отношении m: n, т.е.

BE: EC = m: n.

Тогда по формуле (II)

Пусть далее точка М делит отрезок АЕ в отношении p: q, т.е. AMME = p:q. Тогда

.

Откуда

Ч. т.д.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Рациональность решения задач с помощью теорем Чевы и Менелая, чем их решение другими способами, например векторным. Доказательство теорем, дополнительное построение. Трудности, связанные с освоением этих теорем, оправданные применением при решении задач.

    контрольная работа [388,3 K], добавлен 05.05.2019

  • Знакомство со средством Microsoft Excel, внутренняя структура и элементы данной программы, ее функциональные особенности и возможности, особенности использования в решении математических задач. Основы теории вероятностей, ее принципы и главные задачи.

    контрольная работа [1,5 M], добавлен 16.11.2013

  • Доказательство великой теоремы Ферма методами теоремы арифметики, элементарной алгебры с использованием методов решения параметрических уравнений и методов замены переменных. Теорема о единственности разложения на простые множители целых составных чисел.

    статья [29,4 K], добавлен 21.05.2009

  • Теоретические сведения по теме "Признаки равенства треугольников". Методика изучения темы "Признаки равенства треугольников". Тема урока "Треугольник. Виды треугольников". "Свойства равнобедренного и равностороннего треугольников".

    курсовая работа [30,5 K], добавлен 11.01.2004

  • Развитие вычислительных умений и навыков при решении задач. Закрепление формул для вычисления площадей геометрических фигур. Доказательства условий равенства пары треугольников. Определение соотношения прямых, заключающих равные углы у треугольников.

    презентация [214,6 K], добавлен 04.12.2014

  • Доказательство теоремы единственности для кривых второго порядка. Преимущества и недостатки разных способов доказательства теоремы единственности. Пучок кривых второго порядка. Методы решения теоремы единственности для поверхностей второго порядка.

    курсовая работа [302,7 K], добавлен 22.01.2011

  • Векторные пространства, скалярное произведение и норма функций, ортогональные системы функций, равенства и тригонометрический ряд Фурье. Сходимость интеграла Фурье, основные сведения теории преобразования. Операционное исчисление, преобразование Лапласа.

    учебное пособие [1,2 M], добавлен 23.12.2009

  • Логический синтез устройства с использованием соотношений булевой алгебры. Составление таблицы истинности. Основные соотношения булевой алгебры. Логическая функция в смысловой, словесной, вербальной, табличной и аналитической математической формах.

    лабораторная работа [83,6 K], добавлен 26.11.2011

  • Способы построения искусственного базиса задачи. Выражение искусственной целевой функции. Математическая модель задачи в стандартной форме. Получение симплекс-таблиц. Минимизации (сведения к нулю) целевой функции. Формы преобразования в задаче равенства.

    задача [86,0 K], добавлен 21.08.2010

  • Система линейных неравенств, определяющих треугольник. Доказательство базиса четырехмерного пространства и определение координат вектора. Исследование функций на периодичность, монотонность и экстремум. Площади фигуры, ограниченной графиками функций.

    контрольная работа [174,5 K], добавлен 26.01.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.