Для ответа на ваш вопрос, сначала рассмотрим, будут ли коллинеарными векторы c = 4 a − 2 b \mathbf{c} = 4\mathbf{a} - 2\mathbf{b} c = 4 a − 2 b и d = 2 a − b \mathbf{d} = 2\mathbf{a} - \mathbf{b} d = 2 a − b , а затем вычислим ∣ 2 c − 3 d ∣ |2\mathbf{c} - 3\mathbf{d}| ∣2 c − 3 d ∣ .
а) Коллинеарность векторов c \mathbf{c} c и d \mathbf{d} d
Два вектора коллинеарны, если один из них является скалярным кратным другого. Исходные векторы a \mathbf{a} a и b \mathbf{b} b заданы как a = { 2 , − 3 , − 4 } \mathbf{a} = \{2, -3, -4\} a = { 2 , − 3 , − 4 } и b = { − 2 , 3 , − 3 } \mathbf{b} = \{-2, 3, -3\} b = { − 2 , 3 , − 3 } .
Вычислим вектор c = 4 a − 2 b \mathbf{c} = 4\mathbf{a} - 2\mathbf{b} c = 4 a − 2 b :
c = 4 × { 2 , − 3 , − 4 } − 2 × { − 2 , 3 , − 3 } = { 8 , − 12 , − 16 } − { − 4 , 6 , − 6 } = { 12 , − 18 , − 10 } \mathbf{c} = 4 \times \{2, -3, -4\} - 2 \times \{-2, 3, -3\} = \{8, -12, -16\} - \{-4, 6, -6\} = \{12, -18, -10\} c = 4 × { 2 , − 3 , − 4 } − 2 × { − 2 , 3 , − 3 } = { 8 , − 12 , − 16 } − { − 4 , 6 , − 6 } = { 12 , − 18 , − 10 } Вычислим вектор d = 2 a − b \mathbf{d} = 2\mathbf{a} - \mathbf{b} d = 2 a − b :
d = 2 × { 2 , − 3 , − 4 } − { − 2 , 3 , − 3 } = { 4 , − 6 , − 8 } − { − 2 , 3 , − 3 } = { 6 , − 9 , − 5 } \mathbf{d} = 2 \times \{2, -3, -4\} - \{-2, 3, -3\} = \{4, -6, -8\} - \{-2, 3, -3\} = \{6, -9, -5\} d = 2 × { 2 , − 3 , − 4 } − { − 2 , 3 , − 3 } = { 4 , − 6 , − 8 } − { − 2 , 3 , − 3 } = { 6 , − 9 , − 5 } Чтобы проверить коллинеарность, сравним вектора c \mathbf{c} c и d \mathbf{d} d . Если c \mathbf{c} c является скалярным кратным d \mathbf{d} d , то они коллинеарны. Но если мы посмотрим на соотношение компонентов этих векторов, видно, что соотношения не одинаковы (например, 12 / 6 ≠ − 18 / ( − 9 ) ≠ − 10 / ( − 5 ) 12/6 \neq -18/(-9) \neq -10/(-5) 12/6 = − 18/ ( − 9 ) = − 10/ ( − 5 ) ). Это означает, что вектора c \mathbf{c} c и d \mathbf{d} d не коллинеарны.
б) Вычисление ∣ 2 c − 3 d ∣ |2\mathbf{c} - 3\mathbf{d}| ∣2 c − 3 d ∣
Для этого сначала найдем вектор 2 c − 3 d 2\mathbf{c} - 3\mathbf{d} 2 c − 3 d и затем его длину.
2 c = 2 × { 12 , − 18 , − 10 } = { 24 , − 36 , − 20 } 2\mathbf{c} = 2 \times \{12, -18, -10\} = \{24, -36, -20\} 2 c = 2 × { 12 , − 18 , − 10 } = { 24 , − 36 , − 20 } 3 d = 3 × { 6 , − 9 , − 5 } = { 18 , − 27 , − 15 } 3\mathbf{d} = 3 \times \{6, -9, -5\} = \{18, -27, -15\} 3 d = 3 × { 6 , − 9 , − 5 } = { 18 , − 27 , − 15 } 2 c − 3 d = { 24 , − 36 , − 20 } − { 18 , − 27 , − 15 } = { 6 , − 9 , − 5 } 2\mathbf{c} - 3\mathbf{d} = \{24, -36, -20\} - \{18, -27, -15\} = \{6, -9, -5\} 2 c − 3 d = { 24 , − 36 , − 20 } − { 18 , − 27 , − 15 } = { 6 , − 9 , − 5 } Теперь вычислим длину этого вектора:
∣ 2 c − 3 d ∣ = 6 2 + ( − 9 ) 2 + ( − 5 ) 2 = 36 + 81 + 25 = 142 |2\mathbf{c} - 3\mathbf{d}| = \sqrt{6^2 + (-9)^2 + (-5)^2} = \sqrt{36 + 81 + 25} = \sqrt{142} ∣2 c − 3 d ∣ = 6 2 + ( − 9 ) 2 + ( − 5 ) 2 = 36 + 81 + 25 = 142 Таким образом, ∣ 2 c − 3 d ∣ = 142 |2\mathbf{c} - 3\mathbf{d}| = \sqrt{142} ∣2 c − 3 d ∣ = 142 .