Ivanov Studyматематика · ОГЭ · ЕГЭ

§24. Скалярное произведение векторов

Базовый уровеньГлава 5. Метод координат в пространстве

Угол между векторами, скалярное произведение, вычисление углов между прямыми и плоскостями.

Скалярное произведение

$$\vec a \cdot \vec b = |\vec a|\,|\vec b|\cos\varphi = x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2$$
  • $\vec a \perp \vec b \iff \vec a \cdot \vec b = 0$;
  • $\vec a \cdot \vec a = |\vec a|^2$.

Угол между векторами и прямыми

$$\cos\varphi = \frac{x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2}{\sqrt{x_1^2 + y_1^2 + z_1^2}\cdot\sqrt{x_2^2 + y_2^2 + z_2^2}}$$

Для угла между прямыми берём модуль числителя (угол не больше $90^\circ$).

Угол между прямой и плоскостью

Если $\vec n$ — вектор, перпендикулярный плоскости (вектор нормали), а $\vec p$ — направляющий вектор прямой, то

$$\sin\varphi = \frac{|\vec p \cdot \vec n|}{|\vec p|\,|\vec n|}$$
Координатный метод в кубе: A — начало, рёбра AB, AD, AA_1 — оси
Координатный метод в кубе: $A$ — начало, рёбра $AB$, $AD$, $AA_1$ — оси
Важно. Координатный метод особенно удобен в кубе и прямоугольном параллелепипеде: все координаты вершин записываются сразу.

Вопросы для самопроверки

  1. Как выражается скалярное произведение через координаты?
  2. Как с его помощью проверить перпендикулярность векторов?