Skip to main content

Теория: 24 Скалярное произведение и вид угла между векторами (короткая версия)

Задание

Определите тип треугольника \(\displaystyle ABC\small,\) если известны значения следующих скалярных произведений:

  • \(\displaystyle \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}=9\small,\) 
  • \(\displaystyle \overrightarrow{BA} \cdot \overrightarrow{BC}=8\small,\) 
  • \(\displaystyle \overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{CB}=17\small.\) 

Треугольник \(\displaystyle ABC\)   

Решение

Для определения типа треугольника достаточно проверить, есть ли среди углов этого треугольника тупой или прямой угол. Это можно сделать, сравнив значения косинусов углов с нулем:

  • косинус острого угла принимает положительные значения;
  • косинус прямого угла равен нулю;
  • косинус тупого угла отрицателен.

Выясним, какие знаки имеют значения косинусов углов треугольника.

Информация

 Напомним, что скалярным произведением векторов \(\displaystyle \overrightarrow {a}\) и \(\displaystyle \overrightarrow {b}\)  называется число 

\(\displaystyle \overrightarrow {a}\cdot \overrightarrow {b}=|\overrightarrow {a}| \cdot |\overrightarrow {b}|\cdot \cos ( \widehat{\overrightarrow {a},\overrightarrow {b}}).\)

Числа \(\displaystyle |\overrightarrow {a}| \) и \(\displaystyle |\overrightarrow {b}|\) всегда положительны. То есть знак косинуса угла равен знаку скалярного произведения.

Тогда

  • два вектора образуют острый угол, если значение скалярного произведения этих векторов положительно;
  • два вектора образуют тупой угол, если значение скалярного произведения этих векторов отрицательно;
  • два вектора образуют прямой угол, если значение скалярного произведения этих векторов равно нулю.

1. Рассмотрим угол при вершине \(\displaystyle \color{blue}A\small.\)

Этот угол образуют векторы \(\displaystyle \overrightarrow{AB}\) и\(\displaystyle \overrightarrow{AC}\small.\)

Из условия известно, что \(\displaystyle \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}=9\small.\) То есть скалярное произведение этих векторов положительно.

Следовательно, угол \(\displaystyle A\) – острый.

 

2. Рассмотрим угол при вершине \(\displaystyle \color{blue}B\small.\)

Этот угол образуют векторы \(\displaystyle \overrightarrow{BC}\) и\(\displaystyle \overrightarrow{BA}\small.\)

Из условия известно, что \(\displaystyle \overrightarrow{BA} \cdot \overrightarrow{BC}=8\small.\) То есть скалярное произведение этих векторов положительно.

Следовательно, угол \(\displaystyle B\) – острый.

 

3. Рассмотрим угол при вершине \(\displaystyle \color{blue}C\small.\)

Этот угол образуют векторы \(\displaystyle \overrightarrow{CA}\) и\(\displaystyle \overrightarrow{CB}\small.\)

Из условия известно, что \(\displaystyle \overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{CB}=17\small.\) То есть скалярное произведение этих векторов положительно.

Следовательно, угол \(\displaystyle C\) – острый.

 

Таким образом, все углы треугольника \(\displaystyle ABC\) – острые. То есть треугольник \(\displaystyle ABC\) – остроугольный.