第11章 11.9

問題集 p.54 内積より

a⃗⋅b⃗=∣a⃗∣∣b⃗∣cos⁡θ=1⋅1⋅12=12\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}| \cos\theta = 1 \cdot 1 \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{2}

∣a⃗+b⃗∣2=∣a⃗∣2+2a⃗⋅b⃗+∣b⃗∣2=1+2⋅12+1=3∣a⃗+b⃗∣=3|\vec{a} + \vec{b}|^2 = |\vec{a}|^2 + 2\vec{a} \cdot \vec{b} + |\vec{b}|^2 = 1 + 2 \cdot \frac{1}{2} + 1 = 3 \qquad |\vec{a} + \vec{b}| = \sqrt{3}

∣a⃗−2b⃗∣2=∣a⃗∣2−4a⃗⋅b⃗+4∣b⃗∣2=1−4⋅12+4=3∣a⃗−2b⃗∣=3|\vec{a} - 2\vec{b}|^2 = |\vec{a}|^2 - 4\vec{a} \cdot \vec{b} + 4|\vec{b}|^2 = 1 - 4 \cdot \frac{1}{2} + 4 = 3 \qquad |\vec{a} - 2\vec{b}| = \sqrt{3}

(a⃗+b⃗)⋅(a⃗−2b⃗)=∣a⃗∣2−a⃗⋅b⃗−2∣b⃗∣2=1−12−2=−32(\vec{a} + \vec{b}) \cdot (\vec{a} - 2\vec{b}) = |\vec{a}|^2 - \vec{a} \cdot \vec{b} - 2|\vec{b}|^2 = 1 - \frac{1}{2} - 2 = -\frac{3}{2}

これから

cos⁡θ=(a⃗+b⃗)⋅(a⃗−2b⃗)∣a⃗+b⃗∣∣a⃗−2b⃗∣=−3233=−12θ=120°\cos\theta = \frac{(\vec{a} + \vec{b}) \cdot (\vec{a} - 2\vec{b})}{|\vec{a} + \vec{b}||\vec{a} - 2\vec{b}|} = \frac{-\frac{3}{2}}{\sqrt{3}\sqrt{3}} = -\frac{1}{2} \qquad \theta = 120°

解説: r31bn1z