Присоединиться

Геометрия·Векторы и координаты·9–11 класс

Как найти угол между векторами по их координатам

Условие

Даны векторы a=(1;3)\vec{a}=(-1;3) и b=(2;4)\vec{b}=(2;4), координаты в единичных отрезках (ед.). Найдите их скалярное произведение и угол между этими векторами.

Ответ

ab=10\vec{a}\cdot\vec{b}=10; угол равен 4545^\circ

Решение по шагам

  1. Шаг 1. Скалярное произведение в координатах

    Для векторов a=(x1;y1)\vec{a}=(x_1;y_1) и b=(x2;y2)\vec{b}=(x_2;y_2) скалярное произведение равно ab=x1x2+y1y2\vec{a}\cdot\vec{b}=x_1x_2+y_1y_2. Перемножаются одноимённые координаты, результат — число, а не вектор.

  2. Шаг 2. Через что находят сам угол

    Угол φ\varphi между ненулевыми векторами ищут по косинусу: cosφ=abab\cos\varphi=\frac{\vec{a}\cdot\vec{b}}{|\vec{a}|\cdot|\vec{b}|}, где a=x12+y12|\vec{a}|=\sqrt{x_1^2+y_1^2}, b=x22+y22|\vec{b}|=\sqrt{x_2^2+y_2^2}. Отсюда план: скалярное произведение, затем обе длины, затем косинус и сам угол.

Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:

  • Шаг 3. Считаем скалярное произведение
  • Шаг 4. Длины обоих векторов
  • Шаг 5. Косинус и сам угол
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Частые ошибки

  • Перемножают координаты «крест-накрест»: x1y2+x2y1x_1y_2+x_2y_1. В скалярном произведении перемножаются одноимённые координаты: x1x2+y1y2x_1x_2+y_1y_2.

  • Забывают извлечь корень в длинах и делят 1010 на 1020=20010\cdot 20=200, получая бессмысленно малый косинус 0,050{,}05.

  • Останавливаются на значении cosφ=22\cos\varphi=\frac{\sqrt{2}}{2} и не записывают сам угол, хотя в вопросе спрашивают именно угол.

Другие задачи по теме «Векторы и координаты»