Для решения задачи найдем длину вектора (|\mathbf{a} - 2\mathbf{b}|), где даны векторы (\mathbf{a}) и (\mathbf{b}) с известными величинами (|\mathbf{a}| = 2) и (|\mathbf{b}| = \sqrt{2}), а также угол между ними (\theta = 135^\circ).
Начнем с формулы для разности векторов. Длина вектора (\mathbf{a} - 2\mathbf{b}) находится по следующей формуле:
[|\mathbf{a} - 2\mathbf{b}| = \sqrt{(\mathbf{a} - 2\mathbf{b}) \cdot (\mathbf{a} - 2\mathbf{b})}]
Раскроем скалярное произведение:
[(\mathbf{a} - 2\mathbf{b}) \cdot (\mathbf{a} - 2\mathbf{b}) = \mathbf{a} \cdot \mathbf{a} - 2 \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} - 2 \mathbf{b} \cdot \mathbf{a} + 4 \mathbf{b} \cdot \mathbf{b}]
Так как скалярное произведение коммутативно ((\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = \mathbf{b} \cdot \mathbf{a})), можем упростить выражение:
[(\mathbf{a} - 2\mathbf{b}) \cdot (\mathbf{a} - 2\mathbf{b}) = \mathbf{a} \cdot \mathbf{a} - 4 \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} + 4 \mathbf{b} \cdot \mathbf{b}]
Теперь подставим величины:
[\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} = |\mathbf{a}|^2 = 2^2 = 4]
[\mathbf{b} \cdot \mathbf{b} = |\mathbf{b}|^2 = (\sqrt{2})^2 = 2]
Для нахождения (\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}) используем формулу:
[\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = |\mathbf{a}| |\mathbf{b}| \cos \theta]
Угол (\theta = 135^\circ), и (\cos 135^\circ = -\cos 45^\circ = -\frac{\sqrt{2}}{2}). Подставим значения:
[\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = 2 \cdot \sqrt{2} \cdot \left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right) = 2 \cdot \sqrt{2} \cdot -\frac{\sqrt{2}}{2} = -2]
Теперь можем подставить все в выражение:
[(\mathbf{a} - 2\mathbf{b}) \cdot (\mathbf{a} - 2\mathbf{b}) = 4 - 4(-2) + 4 \cdot 2]
[= 4 + 8 + 8 = 20]
Следовательно, длина вектора:
[|\mathbf{a} - 2\mathbf{b}| = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}]
Ответ:
[|\mathbf{a} - 2\mathbf{b}| = 2\sqrt{5}]