Длина вектора: задачи по двум и трём координатам

Чтобы найти длину вектора по координатам, возведите каждую координату в квадрат, сложите результаты и извлеките квадратный корень. Длина не бывает отрицательной.

Разберём два вектора с двумя координатами, а затем решим шесть задач с двумя и тремя координатами, в том числе отрицательными. Для вычислений используется прямоугольная система координат с одинаковым масштабом по осям.

Как читать формулу

Пусть вектор a задан координатами (x, y). Его длина обозначается |a|:

a= √(x² + y²).

Если координат три — (x, y, z), добавьте квадрат третьей координаты:

a= √(x² + y² + z²).

Это правило для ортонормированной декартовой системы координат приведено в учебнике OpenStax. Приведённые ниже условия и числа составлены отдельно для практики.

Знак √ обозначает неотрицательный квадратный корень. Например, √25 = 5: число 5 при возведении в квадрат даёт 25. При работе с отрицательной координатой сначала удобно поставить её в скобки: (-3)² = 9.

Разбор 1. Вектор с координатами (3, 4)

Условие. Вектор задан координатами (3, 4). Найдите его длину.

Возведём каждую координату в квадрат и сложим результаты:

3² + 4² = 9 + 16 = 25.

Извлечём корень:

a= √25 = 5.

Ответ: 5.

Проверка: 5² = 25. Квадрат ответа равен сумме квадратов координат.

Разбор 2. Вектор с координатами (5, 12)

Условие. Вектор задан координатами (5, 12). Найдите его длину.

Сначала найдём квадраты и их сумму:

5² + 12² = 25 + 144 = 169.

Теперь извлечём корень:

a= √169 = 13.

Ответ: 13.

Проверка: 13² = 169. Корень извлекают после сложения квадратов, а не из каждой координаты по отдельности.

Шесть задач для практики

Выпишите все координаты, найдите квадрат каждой и только затем складывайте. В задачах с тремя координатами в сумме должно быть три слагаемых.

  1. Вектор задан координатами (1, 2, 2). Найдите его длину.
  2. Вектор задан координатами (2, 3, 6). Найдите его длину.
  3. Вектор задан координатами (-8, 15). Найдите его длину.
  4. Вектор задан координатами (-2, -3, 6). Найдите его длину.
  5. Вектор задан координатами (-3, -4). Найдите его длину.
  6. Вектор задан координатами (-1, -2, -2). Найдите его длину.

Решения и проверка

1. Координаты (1, 2, 2). Сумма квадратов: 1² + 2² + 2² = 1 + 4 + 4 = 9. Длина: √9 = 3. Проверка: 3² = 9.

2. Координаты (2, 3, 6). Сумма квадратов: 2² + 3² + 6² = 4 + 9 + 36 = 49. Длина: √49 = 7. Проверка: 7² = 49.

3. Координаты (-8, 15). Сумма квадратов: (-8)² + 15² = 64 + 225 = 289. Длина: √289 = 17. Проверка: 17² = 289.

4. Координаты (-2, -3, 6). Сумма квадратов: (-2)² + (-3)² + 6² = 4 + 9 + 36 = 49. Длина: √49 = 7. Проверка: 7² = 49.

5. Координаты (-3, -4). Сумма квадратов: (-3)² + (-4)² = 9 + 16 = 25. Длина: √25 = 5. Проверка: 5² = 25.

6. Координаты (-1, -2, -2). Сумма квадратов: (-1)² + (-2)² + (-2)² = 1 + 4 + 4 = 9. Длина: √9 = 3. Проверка: 3² = 9.

Как исправить ошибку со знаком

Частая ошибка — сохранить минус после возведения отрицательной координаты в квадрат. Например, в третьей задаче нужно получить (-8)² = 64, а не -64: отрицательное число умножается само на себя.

Если ответ не совпал с ключом, сначала проверьте квадраты и их сумму. Потом возведите полученную длину в квадрат: результат должен совпасть с этой суммой. Сверьте и знак ответа — длина не может быть отрицательной.

Если трудно выделить данные и вопрос до вычислений, поможет статья «Ребёнок не понимает условие задачи: как помочь разобраться».