Для того чтобы найти проекцию суммы векторов ( \mathbf{b} + \mathbf{c} ) на вектор ( \mathbf{a} ), сначала нужно вычислить сумму векторов ( \mathbf{b} ) и ( \mathbf{c} ).
Даны векторы:
[
\mathbf{b} = \mathbf{i} + 2\mathbf{j} - 4\mathbf{k}
]
[
\mathbf{c} = \mathbf{i} - 3\mathbf{j} - 2\mathbf{k}
]
Сложим векторы ( \mathbf{b} ) и ( \mathbf{c} ):
[
\mathbf{b} + \mathbf{c} = (\mathbf{i} + 2\mathbf{j} - 4\mathbf{k}) + (\mathbf{i} - 3\mathbf{j} - 2\mathbf{k})
]
[
= (1+1)\mathbf{i} + (2-3)\mathbf{j} + (-4-2)\mathbf{k}
]
[
= 2\mathbf{i} - \mathbf{j} - 6\mathbf{k}
]
Теперь найдём проекцию вектора ( \mathbf{b} + \mathbf{c} ) на вектор ( \mathbf{a} ). Формула для проекции вектора ( \mathbf{u} ) на вектор ( \mathbf{v} ) выглядит следующим образом:
[
\text{proj}_{\mathbf{v}} \mathbf{u} = \frac{\mathbf{u} \cdot \mathbf{v}}{\mathbf{v} \cdot \mathbf{v}} \mathbf{v}
]
Подставим наши значения:
[
\mathbf{a} = 12\mathbf{i} - 3\mathbf{j} - 4\mathbf{k}
]
[
\mathbf{b} + \mathbf{c} = 2\mathbf{i} - \mathbf{j} - 6\mathbf{k}
]
Сначала вычислим скалярное произведение ( (\mathbf{b} + \mathbf{c}) \cdot \mathbf{a} ):
[
(\mathbf{b} + \mathbf{c}) \cdot \mathbf{a} = (2\mathbf{i} - \mathbf{j} - 6\mathbf{k}) \cdot (12\mathbf{i} - 3\mathbf{j} - 4\mathbf{k})
]
[
= 2 \cdot 12 + (-1) \cdot (-3) + (-6) \cdot (-4)
]
[
= 24 + 3 + 24 = 51
]
Теперь вычислим скалярное произведение ( \mathbf{a} \cdot \mathbf{a} ):
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} = (12\mathbf{i} - 3\mathbf{j} - 4\mathbf{k}) \cdot (12\mathbf{i} - 3\mathbf{j} - 4\mathbf{k})
]
[
= 12^2 + (-3)^2 + (-4)^2
]
[
= 144 + 9 + 16 = 169
]
Теперь можем найти проекцию:
[
\text{proj}_{\mathbf{a}} (\mathbf{b} + \mathbf{c}) = \frac{51}{169} \mathbf{a}
]
[
= \frac{51}{169} (12\mathbf{i} - 3\mathbf{j} - 4\mathbf{k})
]
[
= \left(\frac{51 \times 12}{169}\right)\mathbf{i} + \left(\frac{51 \times (-3)}{169}\right)\mathbf{j} + \left(\frac{51 \times (-4)}{169}\right)\mathbf{k}
]
[
= \frac{612}{169}\mathbf{i} - \frac{153}{169}\mathbf{j} - \frac{204}{169}\mathbf{k}
]
Таким образом, проекция вектора ( \mathbf{b} + \mathbf{c} ) на вектор ( \mathbf{a} ) равна:
[
\frac{612}{169}\mathbf{i} - \frac{153}{169}\mathbf{j} - \frac{204}{169}\mathbf{k}
]