Для решения задачи найдем координаты точки M, которая делит сторону BC треугольника ABC в заданном отношении, а затем выразим вектор AM через векторы AB и AC.
Точка M делит сторону BC в отношении ( BM:MC = 2:5 ). Это означает, что M делит BC в отношении (\frac{2}{2+5} = \frac{2}{7}) от B и (\frac{5}{7}) от C.
Пусть (\mathbf{A}), (\mathbf{B}), и (\mathbf{C}) - это векторы, соответствующие вершинам A, B, и C соответственно.
Координаты точки M:
Векторное уравнение точки M, делящей отрезок BC в отношении (2:5), можно записать так:
[
\mathbf{M} = \frac{5\mathbf{B} + 2\mathbf{C}}{7}
]
Вектор AM:
Теперь нам нужно найти вектор (\mathbf{AM}), который выражается как разность векторов (\mathbf{M}) и (\mathbf{A}):
[
\mathbf{AM} = \mathbf{M} - \mathbf{A}
]
Подставим координаты точки M:
[
\mathbf{AM} = \left( \frac{5\mathbf{B} + 2\mathbf{C}}{7} \right) - \mathbf{A}
]
Приведём всё к общему знаменателю:
[
\mathbf{AM} = \frac{5\mathbf{B} + 2\mathbf{C} - 7\mathbf{A}}{7}
]
Векторы AB и AC:
Зная, что (\mathbf{AB} = \mathbf{B} - \mathbf{A}) и (\mathbf{AC} = \mathbf{C} - \mathbf{A}), выразим (\mathbf{AM}) через (\mathbf{AB}) и (\mathbf{AC}):
[
\mathbf{AM} = \frac{5(\mathbf{B} - \mathbf{A}) + 2(\mathbf{C} - \mathbf{A})}{7}
]
Раскроем скобки:
[
\mathbf{AM} = \frac{5\mathbf{B} - 5\mathbf{A} + 2\mathbf{C} - 2\mathbf{A}}{7} = \frac{5\mathbf{B} + 2\mathbf{C} - 7\mathbf{A}}{7}
]
Заменим (\mathbf{B} - \mathbf{A}) на (\mathbf{AB}) и (\mathbf{C} - \mathbf{A}) на (\mathbf{AC}):
[
\mathbf{AM} = \frac{5\mathbf{AB} + 2\mathbf{AC}}{7}
]
Таким образом, вектор (\mathbf{AM}) можно записать в следующем виде:
[
\mathbf{AM} = \frac{5\mathbf{AB} + 2\mathbf{AC}}{7}
]
Этот результат показывает, что вектор (\mathbf{AM}) является линейной комбинацией векторов (\mathbf{AB}) и (\mathbf{AC}) с коэффициентами (\frac{5}{7}) и (\frac{2}{7}) соответственно.