Номер 16, страница 244 - гдз по геометрии 7-9 класс учебник Атанасян, Бутузов

Вопросы для повторения к главе 10. § 3. Умножение вектора на число. Применение векторов к решению задач. Глава 10. Векторы - номер 16, страница 244.

16 Могут ли векторы a и ka быть неколлинеарными?

Для ответа на этот вопрос необходимо обратиться к определению коллинеарных векторов и операции умножения вектора на число (скаляр).

Определение коллинеарности: Два вектора называются коллинеарными, если они лежат на одной прямой или на параллельных прямых. Нулевой вектор $\vec{0}$ по определению считается коллинеарным любому вектору.

Критерием коллинеарности для двух векторов $\vec{a}$ и $\vec{b}$ является существование такого действительного числа $k$, что выполняется равенство: $ \vec{b} = k\vec{a} $ Это условие является необходимым и достаточным (при условии, что $\vec{a} \neq \vec{0}$).

В задаче рассматриваются векторы $\vec{a}$ и $k\vec{a}$. По своей сути, вектор $k\vec{a}$ получен из вектора $\vec{a}$ путем умножения на скаляр $k$. Эта операция по определению создает вектор, который коллинеарен исходному. Геометрически умножение на скаляр $k$ приводит к изменению длины исходного вектора в $|k|$ раз и изменению направления на противоположное, если $k < 0$. Направление вектора остается на той же прямой (или на параллельной ей).

Рассмотрим все возможные случаи:

• Если вектор $\vec{a}$ не является нулевым ($\vec{a} \neq \vec{0}$):
  • При $k > 0$ вектор $k\vec{a}$ будет сонаправлен с вектором $\vec{a}$. Они лежат на одной прямой и направлены в одну сторону, следовательно, коллинеарны.
  • При $k < 0$ вектор $k\vec{a}$ будет направлен в сторону, противоположную вектору $\vec{a}$. Они лежат на одной прямой, но направлены в разные стороны, следовательно, они также коллинеарны.
  • При $k = 0$ вектор $k\vec{a}$ становится нулевым вектором: $0 \cdot \vec{a} = \vec{0}$. Нулевой вектор по определению коллинеарен любому вектору, включая $\vec{a}$.
• Если вектор $\vec{a}$ является нулевым ($\vec{a} = \vec{0}$), то и вектор $k\vec{a}$ также будет нулевым ($k\vec{0} = \vec{0}$). Два нулевых вектора считаются коллинеарными.

Таким образом, ни при каких значениях скаляра $k$ и ни для какого вектора $\vec{a}$ (нулевого или ненулевого) векторы $\vec{a}$ и $k\vec{a}$ не могут быть неколлинеарными. Их коллинеарность следует непосредственно из определения операции умножения вектора на число.

Ответ: Нет, не могут.