Для решения задачи определим, как выразить векторы диагоналей параллелограмма ( AC ) и ( BD ) через заданные векторы ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ).
Дано:
В параллелограмме ( ABCD ):
- Вектор ( \mathbf{BA} = \mathbf{a} ),
- Вектор ( \mathbf{BC} = \mathbf{b} ).
С учетом свойств параллелограмма:
- Противоположные стороны равны и параллельны,
- Диагонали параллелограмма пересекаются и делятся пополам.
Теперь разберем, как выразить векторы диагоналей.
Вектор ( \mathbf{AC} ):
Вектор ( \mathbf{AC} ) соединяет вершины ( A ) и ( C ). Чтобы выразить его через ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ), найдем координаты точки ( C ) относительно точки ( A ):
- Из точки ( A ) в точку ( C ) можно прийти, двигаясь по сторонам параллелограмма:
[
\mathbf{AC} = \mathbf{AB} + \mathbf{BC}.
]
Но известно, что:
- ( \mathbf{AB} = -\mathbf{BA} = -\mathbf{a} ),
- ( \mathbf{BC} = \mathbf{b} ).
Подставим в выражение:
[
\mathbf{AC} = -\mathbf{a} + \mathbf{b}.
]
Итак, вектор диагонали ( \mathbf{AC} ) выражается как:
[
\mathbf{AC} = \mathbf{b} - \mathbf{a}.
]
Вектор ( \mathbf{BD} ):
Вектор ( \mathbf{BD} ) соединяет вершины ( B ) и ( D ). Аналогично, найдем координаты точки ( D ) относительно точки ( B ):
- Из точки ( B ) в точку ( D ) можно прийти так:
[
\mathbf{BD} = \mathbf{BA} + \mathbf{AD}.
]
Но известно, что:
- ( \mathbf{BA} = \mathbf{a} ),
- ( \mathbf{AD} = \mathbf{BC} = \mathbf{b} ) (поскольку противоположные стороны параллелограмма равны и параллельны).
Подставим в выражение:
[
\mathbf{BD} = \mathbf{a} + \mathbf{b}.
]
Итак, вектор диагонали ( \mathbf{BD} ) выражается как:
[
\mathbf{BD} = \mathbf{a} + \mathbf{b}.
]
Ответ:
- Вектор ( \mathbf{AC} = \mathbf{b} - \mathbf{a} ),
- Вектор ( \mathbf{BD} = \mathbf{a} + \mathbf{b} ).
Таким образом, диагонали параллелограмма ( AC ) и ( BD ) выражены через заданные векторы ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ).