Конечно, помогу тебе с этими задачами по геометрии!
**Задача 2**
Тебе даны векторы $\vec{a}(3;-4)$, $\vec{b}(-5;6)$ и $\vec{c}(1;-7)$. Тебе нужно найти длину вектора $\vec{a} + 2\vec{b} - \vec{c}$.
Чтобы найти длину вектора, сначала нужно найти его координаты. Для этого выполним действия с векторами:
1. Умножим вектор $\vec{b}$ на 2:
$$2\vec{b} = 2(-5; 6) = (-10; 12)$$
2. Вычислим вектор $\vec{a} + 2\vec{b} - \vec{c}$:
$$\vec{a} + 2\vec{b} - \vec{c} = (3; -4) + (-10; 12) - (1; -7) = (3 - 10 - 1; -4 + 12 + 7) = (-8; 15)$$
Теперь, когда у нас есть координаты вектора $(-8; 15)$, мы можем найти его длину. Длина вектора вычисляется по формуле:
$$|\vec{v}| = \sqrt{x^2 + y^2}$$
где $x$ и $y$ — координаты вектора.
В нашем случае:
$$|\vec{a} + 2\vec{b} - \vec{c}| = \sqrt{(-8)^2 + (15)^2} = \sqrt{64 + 225} = \sqrt{289} = 17$$
Ответ: Длина вектора $\vec{a} + 2\vec{b} - \vec{c}$ равна 17.
**Задача 3**
В правильной четырехугольной призме $ABCDA_1B_1C_1D_1$ известно, что $D_1B = 2AB$. Найди угол между диагоналями $BD_1$ и $CA_1$. Ответ дайте в градусах.
1. Обозначим стороны:
* Пусть сторона основания призмы $AB = a$.
* Тогда диагональ $D_1B = 2a$.
* Высота призмы $DD_1 = h$.
2. Выразим высоту призмы через $a$:
Рассмотрим прямоугольный треугольник $DD_1B$. По теореме Пифагора:
$$BD_1^2 = BD^2 + DD_1^2$$
$$(2a)^2 = (a\sqrt{2})^2 + h^2$$
$$4a^2 = 2a^2 + h^2$$
$$h^2 = 2a^2$$
$$h = a\sqrt{2}$$
Таким образом, высота призмы равна $a\sqrt{2}$.
3. Координаты точек:
Введем систему координат с началом в точке $A$, ось $x$ вдоль $AB$, ось $y$ вдоль $AD$ и ось $z$ вдоль $AA_1$. Тогда координаты точек будут:
* $B(a; 0; 0)$
* $D_1(0; a; a\sqrt{2})$
* $C(a; a; 0)$
* $A_1(0; 0; a\sqrt{2})$
4. Найдем координаты векторов $BD_1$ и $CA_1$:
$$\vec{BD_1} = (0 - a; a - 0; a\sqrt{2} - 0) = (-a; a; a\sqrt{2})$$
$$\vec{CA_1} = (0 - a; 0 - a; a\sqrt{2} - 0) = (-a; -a; a\sqrt{2})$$
5. Найдем косинус угла между векторами:
Косинус угла $\phi$ между векторами $\vec{BD_1}$ и $\vec{CA_1}$ вычисляется по формуле:
$$\cos{\phi} = \frac{\vec{BD_1} \cdot \vec{CA_1}}{|\vec{BD_1}| \cdot |\vec{CA_1}|}$$
* Скалярное произведение:
$$\vec{BD_1} \cdot \vec{CA_1} = (-a)(-a) + (a)(-a) + (a\sqrt{2})(a\sqrt{2}) = a^2 - a^2 + 2a^2 = 2a^2$$
* Длины векторов:
$$|\vec{BD_1}| = \sqrt{(-a)^2 + a^2 + (a\sqrt{2})^2} = \sqrt{a^2 + a^2 + 2a^2} = \sqrt{4a^2} = 2a$$
$$|\vec{CA_1}| = \sqrt{(-a)^2 + (-a)^2 + (a\sqrt{2})^2} = \sqrt{a^2 + a^2 + 2a^2} = \sqrt{4a^2} = 2a$$
* Косинус угла:
$$\cos{\phi} = \frac{2a^2}{2a \cdot 2a} = \frac{2a^2}{4a^2} = \frac{1}{2}$$
6. Найдем угол:
Угол, косинус которого равен $\frac{1}{2}$, равен $60^\circ$.
$$\phi = \arccos{\frac{1}{2}} = 60^\circ$$
Ответ: Угол между диагоналями $BD_1$ и $CA_1$ равен $60$ градусов.