Вопрос:

2. ABCDA₁B₁C₁D₁ – параллелепипед, N – точка пересечения отрезков AC и BD. Разложите вектор \(\vec{D_1N}\) по векторам \(\vec{D_1A_1} = \vec{a}\), \(\vec{D_1C_1} = \vec{c}\), \(\vec{D_1D} = \vec{d}\).

Ответ:

Решение:

Векторы, задающие параллелепипед: \(\vec{a} = \vec{D_1A_1}\), \(\vec{c} = \vec{D_1C_1}\), \(\vec{d} = \vec{D_1D}\).

Точка \(N\) является серединой диагонали \(AC\) и \(BD\) основания \(ABCD\).

Разложим вектор \(\vec{D_1N}\).

Сначала найдём вектор \(\vec{D_1B}\).

\(\vec{D_1B} = \vec{D_1A_1} + \vec{A_1B_1}\). Так как \(\vec{A_1B_1} = \vec{D_1C_1}\), то \(\vec{D_1B} = \vec{D_1A_1} + \vec{D_1C_1} = \vec{a} + \vec{c}\).

Теперь найдём \(\vec{D_1N}\).

\(\vec{D_1N} = \vec{D_1D} + \vec{DN}\).

Вектор \(\vec{DB}\) равен \(\vec{D_1B} - \vec{D_1D} = \vec{a} + \vec{c} - \vec{d}\).

Точка \(N\) является серединой диагонали \(DB\) (так как \(N\) — точка пересечения диагоналей основания). Следовательно, \(\vec{DN} = \frac{1}{2}\vec{DB}\).

\(\vec{DN} = \frac{1}{2}(\vec{a} + \vec{c} - \vec{d})\).

\(\vec{D_1N} = \vec{D_1D} + \vec{DN} = \vec{d} + \frac{1}{2}(\vec{a} + \vec{c} - \vec{d}) = \vec{d} + \frac{1}{2}\vec{a} + \frac{1}{2}\vec{c} - \frac{1}{2}\vec{d} = \frac{1}{2}\vec{a} + \frac{1}{2}\vec{c} + \frac{1}{2}\vec{d}\).

Ответ: \(\vec{D_1N} = \frac{1}{2}\vec{a} + \frac{1}{2}\vec{c} + \frac{1}{2}\vec{d}\).