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Von den Vektoren a und b ist ∣a∣ = 3 und ∣b∣ = 2 und der Winkel zwischen den Vektoren von 120° bekannt. Es sei c = 2a − 5b. Berechnen Sie ∣c∣ und den Winkel zwischen a und c.


Die Pfeile über den Vektoren fehlen natürlich.

Vielen Dank für eure Mühe.

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1 Antwort

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Der Betrag von \(\vec{c}\) ist der Betrag von \(2\vec{a}-5\vec{b}\). Also kann man schreiben $$|\vec{c}|=|2\vec{a}-5\vec{b}|=\sqrt{(2\vec{a}-5\vec{b})^2}=\sqrt{4\vec{a}^2-20\vec{a}\vec{b}+25\vec{b}^2}$$

Wenn man weiß, das \(\vec{a}\vec{b}=|\vec{a}|\cdot|\vec{b}|\cdot \cos \alpha = 3\cdot 2 \cdot  \frac{-1}{2}=-3\) ist, dann geht es weiter: $$=\sqrt{4\cdot3^2-20\cdot(-3)+25\cdot2^2}=\sqrt{196}=14$$

Anbei noch 'ne Skizze zur Kontrolle:

Bild Mathematik

Den Winkel \(\beta\) zwischen \(\vec{a}\) und \(\vec{c}\) berechnet man aus \(\vec{a}\vec{c}=|\vec{a}|\cdot|\vec{c}|\cdot \cos\beta\). Daraus folgt: $$\cos \beta=\frac{\vec{a}\vec{c}}{|\vec{a}|\cdot|\vec{c}|}=\frac{\vec{a}(2\vec{a}-5\vec{b})}{3\cdot 14}=\frac{2\vec{a}^2-5\vec{a}\vec{b}}{42}=\frac{2\cdot3^2-5\cdot(-3)}{42}\\\approx 0,7857$$ daraus folgt $$\beta\approx38,21°$$

Gruß Werner

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Hallo Werner,

ganz große Klasse.

Dir ein herzliches Dankeschön für die schnelle, fundierte und ausführliche Antwort und die Mühe, die Du Dir gemacht hast.

Freundliche Grüße

Frank

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