人邮高数 第5章 第5-1-9题

教材习题

📝 题目

9.求平行于向量 $\boldsymbol{a}=6 \boldsymbol{i}+7 \boldsymbol{j}-6 \boldsymbol{k}$ 的单位向量.

💡 答案解析

[AI解答]

[AI解答] 要求平行于给定向量 $\boldsymbol{a}=6\boldsymbol{i}+7\boldsymbol{j}-6\boldsymbol{k}$ 的单位向量,即方向与 $\boldsymbol{a}$ 相同或相反,且模长为1的向量。

首先计算向量 $\boldsymbol{a}$ 的模: $$ |\boldsymbol{a}| = \sqrt{6^2 + 7^2 + (-6)^2} = \sqrt{36 + 49 + 36} = \sqrt{121} = 11. $$

单位向量 $\boldsymbol{e}$ 的公式为: $$ \boldsymbol{e} = \pm \frac{\boldsymbol{a}}{|\boldsymbol{a}|}. $$

代入得: $$ \boldsymbol{e} = \pm \frac{1}{11}(6\boldsymbol{i} + 7\boldsymbol{j} - 6\boldsymbol{k}) = \pm \left( \frac{6}{11}\boldsymbol{i} + \frac{7}{11}\boldsymbol{j} - \frac{6}{11}\boldsymbol{k} \right). $$

因此,平行于 $\boldsymbol{a}$ 的单位向量有两个: $$ \frac{6}{11}\boldsymbol{i} + \frac{7}{11}\boldsymbol{j} - \frac{6}{11}\boldsymbol{k} \quad\text{和}\quad -\frac{6}{11}\boldsymbol{i} - \frac{7}{11}\boldsymbol{j} + \frac{6}{11}\boldsymbol{k}. $$

难度:★☆☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:计算向量a的模
向量a = 6i + 7j - 6k,其模为|a| = sqrt(6^2 + 7^2 + (-6)^2) = sqrt(36+49+36) = sqrt(121) = 11。
公式:|a| = sqrt(x^2 + y^2 + z^2)
提示:注意平方和开方,确保计算正确。
步骤 2/4
目标:写出单位向量公式
平行于a的单位向量为e = ± a/|a|。
公式:e = ± a/|a|
提示:单位向量方向与a相同或相反,故有正负两个。
步骤 3/4
目标:代入计算单位向量
e = ± (1/11)(6i+7j-6k) = ± (6/11 i + 7/11 j - 6/11 k)。
公式:
提示:结果保留分数形式。
步骤 4/4
目标:写出最终答案
两个单位向量为:6/11 i + 7/11 j - 6/11 k 和 -6/11 i - 7/11 j + 6/11 k。
公式:
提示:注意符号相反。

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