Давайте разберем каждый из вопросов по очереди.
Вопрос 2
Дан тетраэдр (DABC), точка (M) — середина ребра (BC), точка (N) — середина ребра (DM). Необходимо выразить вектор (\overrightarrow{AN}) через векторы (\overrightarrow{a} = \overrightarrow{AB}), (\overrightarrow{b} = \overrightarrow{AC}), (\overrightarrow{c} = \overrightarrow{AD}).
Найдем вектор (\overrightarrow{AM}):
[
\overrightarrow{M} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{B} + \overrightarrow{C}) = \overrightarrow{A} + \frac{1}{2}(\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b})
]
[
\overrightarrow{AM} = \overrightarrow{M} - \overrightarrow{A} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b})
]
Найдем вектор (\overrightarrow{AN}):
[
\overrightarrow{D} = \overrightarrow{A} + \overrightarrow{c}
]
[
\overrightarrow{DN} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{D} + \overrightarrow{M}) = \frac{1}{2}(\overrightarrow{A} + \overrightarrow{c} + \overrightarrow{M})
]
[
\overrightarrow{AN} = \overrightarrow{DN} - \overrightarrow{A}
]
[
\overrightarrow{AN} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{c} + \frac{1}{2}(\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b})) = \frac{1}{2}\overrightarrow{c} + \frac{1}{4}\overrightarrow{a} + \frac{1}{4}\overrightarrow{b}
]
Таким образом, (\overrightarrow{AN} = \frac{1}{4}\overrightarrow{a} + \frac{1}{4}\overrightarrow{b} + \frac{1}{2}\overrightarrow{c}).
Вопрос 3
В параллелепипеде (ABCDA_1B_1C_1D_1) медианы треугольника (ABD) пересекаются в точке (P). Нужно разложить вектор (\overrightarrow{B_1P}) по векторам (\overrightarrow{a} = \overrightarrow{B_1A}), (\overrightarrow{b} = \overrightarrow{B_1C}), (\overrightarrow{c} = \overrightarrow{B_1B}).
Найдем координаты точки (P), центра тяжести треугольника (ABD):
[
\overrightarrow{P} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{A} + \overrightarrow{B} + \overrightarrow{D})
]
[
\overrightarrow{B_1P} = \overrightarrow{P} - \overrightarrow{B_1}
]
[
\overrightarrow{B_1P} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{A} + \overrightarrow{B} + \overrightarrow{D}) - \overrightarrow{B_1}
]
Разложим (\overrightarrow{B_1P}) по (\overrightarrow{a}), (\overrightarrow{b}), (\overrightarrow{c}):
[
\overrightarrow{B_1P} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{B_1A} + \overrightarrow{B_1B} + \overrightarrow{B_1D})
]
[
= \frac{1}{3}\overrightarrow{a} + \frac{1}{3}\overrightarrow{c} + \frac{1}{3}(\overrightarrow{B_1A} + \overrightarrow{B_1C})
]
[
= \frac{1}{3}\overrightarrow{a} + \frac{1}{3}\overrightarrow{c} + \frac{1}{3}(-\overrightarrow{b})
]
Итак, (\overrightarrow{B_1P} = \frac{1}{3}\overrightarrow{a} + \frac{1}{3}\overrightarrow{c} - \frac{1}{3}\overrightarrow{b}).
Вопрос 1
Дан параллелепипед (ABCDA_1B_1C_1D_1). Укажите вектор с началом и концом в вершинах параллелепипеда:
а) Векторы (\overrightarrow{A_1B_1} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{DD_1} + \overrightarrow{CD}):
- (\overrightarrow{A_1B_1}) — это перемещение вдоль ребра верхней грани параллелепипеда.
- (\overrightarrow{BC}) — перемещение вдоль ребра нижней грани.
- (\overrightarrow{DD_1}) — перемещение вверх вдоль вертикального ребра.
- (\overrightarrow{CD}) — перемещение вдоль ребра нижней грани назад.
- В сумме эти перемещения дают вектор (\overrightarrow{A_1C_1}).
б) Вектор (\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{CC_1}):
- (\overrightarrow{AB}) — перемещение вперед по горизонтальной грани.
- (-\overrightarrow{CC_1}) — перемещение вниз по вертикальному ребру.
- В сумме это даст вектор (\overrightarrow{AD}).