В параллелограмме (ABCD), диагонали пересекаются в точке (O). Нам даны векторы (\overrightarrow{AD} = \mathbf{x}) и (\overrightarrow{AB} = \mathbf{y}), и требуется выразить вектор (\overrightarrow{OD} + \overrightarrow{BO}) через (\mathbf{x}) и (\mathbf{y}).
Шаги решения:
Свойства диагоналей параллелограмма:
- В параллелограмме диагонали пересекаются и делят друг друга пополам. Это значит, что точка (O) является серединой каждой из диагоналей (AC) и (BD).
Выразим координаты точки (O) через векторы:
Поскольку (O) — середина диагонали (AC), имеем:
[
\overrightarrow{AO} = \frac{1}{2} \overrightarrow{AC}
]
Подобным образом, для диагонали (BD):
[
\overrightarrow{BO} = \frac{1}{2} \overrightarrow{BD}
]
Выразим (\overrightarrow{OD}) и (\overrightarrow{BO}) через (\mathbf{x}) и (\mathbf{y}):
Поскольку (\overrightarrow{AD} = \mathbf{x}) и (\overrightarrow{AB} = \mathbf{y}), то:
[
\overrightarrow{BD} = \overrightarrow{BA} + \overrightarrow{AD} = -\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD} = -\mathbf{y} + \mathbf{x}
]
Тогда:
[
\overrightarrow{BO} = \frac{1}{2} \overrightarrow{BD} = \frac{1}{2}(-\mathbf{y} + \mathbf{x}) = \frac{1}{2} \mathbf{x} - \frac{1}{2} \mathbf{y}
]
Теперь выразим (\overrightarrow{OD}):
- Так как (O) — середина диагонали (BD), мы имеем:
[
\overrightarrow{OD} = \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{BD} = -\overrightarrow{BO} + \overrightarrow{BD} = -\left(\frac{1}{2} \mathbf{x} - \frac{1}{2} \mathbf{y}\right) + (-\mathbf{y} + \mathbf{x})
]
Подставим и упростим:
[
\overrightarrow{OD} = -\frac{1}{2} \mathbf{x} + \frac{1}{2} \mathbf{y} - \mathbf{y} + \mathbf{x} = \left(-\frac{1}{2} + 1\right) \mathbf{x} + \left(\frac{1}{2} - 1\right) \mathbf{y}
]
[
\overrightarrow{OD} = \frac{1}{2} \mathbf{x} - \frac{1}{2} \mathbf{y}
]
Сложим (\overrightarrow{OD}) и (\overrightarrow{BO}):
[
\overrightarrow{OD} + \overrightarrow{BO} = \left(\frac{1}{2} \mathbf{x} - \frac{1}{2} \mathbf{y}\right) + \left(\frac{1}{2} \mathbf{x} - \frac{1}{2} \mathbf{y}\right)
]
[
= \mathbf{x} - \mathbf{y}
]
Таким образом, вектор (\overrightarrow{OD} + \overrightarrow{BO}) выражается через векторы (\mathbf{x}) и (\mathbf{y}) как (\mathbf{x} - \mathbf{y}).