Вопрос задан 20.04.2025 в 09:04. Предмет Математика. Спрашивает Ташекова Балжан.

Векторная алгебра. Раскрыть скобки и упростить выражение: i(j-k)+j(i-j+k)+k(i+j-k)

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Бурло Женя.

Давайте подробно разберём, как упростить данное выражение векторной алгебры:

i(jk)+j(ij+k)+k(i+jk)i(j - k) + j(i - j + k) + k(i + j - k)

Шаг 1: Раскроем скобки

Начнём с того, что раскроем скобки в каждом из трёх слагаемых:

  1. i(jk)i(j - k) раскрывается как: ijiki \cdot j - i \cdot k (так как скалярное произведение векторов в алгебре по определению коммутативно и ассоциативно)

  2. j(ij+k)j(i - j + k) раскрывается как: jijj+jkj \cdot i - j \cdot j + j \cdot k

  3. k(i+jk)k(i + j - k) раскрывается как: ki+kjkkk \cdot i + k \cdot j - k \cdot k

Шаг 2: Подставим все раскрытые выражения

Теперь подставим всё это в исходное выражение:

(ijik)+(jijj+jk)+(ki+kjkk)(i \cdot j - i \cdot k) + (j \cdot i - j \cdot j + j \cdot k) + (k \cdot i + k \cdot j - k \cdot k)

Шаг 3: Упростим, используя свойства векторов

  1. Заметим, что скалярное произведение векторов коммутативно, то есть ij=jii \cdot j = j \cdot i, ik=kii \cdot k = k \cdot i и так далее. Поэтому мы можем переписать всё с учётом этих симметрий:
ij+jiik+kijj+jk+kjkki \cdot j + j \cdot i - i \cdot k + k \cdot i - j \cdot j + j \cdot k + k \cdot j - k \cdot k
  1. Теперь собираем одинаковые члены:
    • ij+ji=2iji \cdot j + j \cdot i = 2 \cdot i \cdot j
    • ik+ki=0-i \cdot k + k \cdot i = 0 (так как ik=kii \cdot k = k \cdot i)
    • jj-j \cdot j (это скалярное произведение вектора с самим собой, то есть j2-|j|^2)
    • jk+kj=2jkj \cdot k + k \cdot j = 2 \cdot j \cdot k
    • kk=k2-k \cdot k = -|k|^2

Шаг 4: Итоговое выражение

Подставим всё это в итоговое выражение:

2ijj2+2jkk22 \cdot i \cdot j - |j|^2 + 2 \cdot j \cdot k - |k|^2

Таким образом, упрощённое выражение:

2ij+2jkj2k22 \cdot i \cdot j + 2 \cdot j \cdot k - |j|^2 - |k|^2

Это и будет окончательным результатом.

Похожие вопросы

Математика 10.02.2025 23:45 134 Зобов-Оконджо Яков
Математика 17.02.2025 23:54 112 Шляпникова Виктория

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос