人邮高数 第5章 第5-1-4题

教材习题

📝 题目

4.从点 $A(2,-1,7)$ 沿向量 $\boldsymbol{a}=(8,9,-12)$ 方向取长为 34 的线段 $A B$ ,求点 $B$ 的坐标。

💡 答案解析

[AI解答]

[AI解答] 已知点 $A(2,-1,7)$,方向向量 $\boldsymbol{a}=(8,9,-12)$,要沿此方向取长度为 34 的线段 $AB$,求点 $B$ 的坐标。

首先计算向量 $\boldsymbol{a}$ 的模: $$ |\boldsymbol{a}| = \sqrt{8^2 + 9^2 + (-12)^2} = \sqrt{64 + 81 + 144} = \sqrt{289} = 17. $$

因此,沿 $\boldsymbol{a}$ 方向的单位向量为: $$ \boldsymbol{u} = \frac{\boldsymbol{a}}{|\boldsymbol{a}|} = \left( \frac{8}{17},\ \frac{9}{17},\ -\frac{12}{17} \right). $$

要取长度为 34 的线段,即从 $A$ 出发沿 $\boldsymbol{u}$ 方向移动距离 34,所以位移向量为: $$ \overrightarrow{AB} = 34 \cdot \boldsymbol{u} = 34 \cdot \left( \frac{8}{17},\ \frac{9}{17},\ -\frac{12}{17} \right) = \left( 34 \cdot \frac{8}{17},\ 34 \cdot \frac{9}{17},\ 34 \cdot \frac{-12}{17} \right). $$

计算各分量: $$ 34 \cdot \frac{8}{17} = 2 \cdot 8 = 16, \quad 34 \cdot \frac{9}{17} = 2 \cdot 9 = 18, \quad 34 \cdot \frac{-12}{17} = 2 \cdot (-12) = -24. $$

所以: $$ \overrightarrow{AB} = (16,\ 18,\ -24). $$

于是点 $B$ 的坐标为: $$ B = A + \overrightarrow{AB} = (2 + 16,\ -1 + 18,\ 7 - 24) = (18,\ 17,\ -17). $$

最终答案: $$ \boxed{(18,\ 17,\ -17)} $$

难度:★☆☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:计算方向向量的模
计算向量 a=(8,9,-12) 的模:|a| = sqrt(8^2+9^2+(-12)^2) = sqrt(64+81+144) = sqrt(289) = 17。
公式:|a| = sqrt(x^2+y^2+z^2)
提示:注意平方和开方运算要准确。
步骤 2/4
目标:求单位方向向量
单位向量 u = a/|a| = (8/17, 9/17, -12/17)。
公式:u = a/|a|
提示:单位向量方向与原向量相同,模为1。
步骤 3/4
目标:计算位移向量
沿方向取长度34,位移向量 AB = 34 * u = 34*(8/17, 9/17, -12/17) = (34*8/17, 34*9/17, 34*(-12)/17) = (16, 18, -24)。
公式:AB = L * u
提示:长度乘以单位向量得到位移向量。
步骤 4/4
目标:求点B坐标
B = A + AB = (2+16, -1+18, 7-24) = (18, 17, -17)。
公式:B = A + AB
提示:注意坐标对应相加。

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