문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 벡터와 공간

벡터의 연산

먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.

CLP-3 · 1.2절 · 11번대학 수준우리말 번역

다음 명제를 생각하세요: "a≠0\mathbf{a}\ne\mathbf{0} 이고 a⋅b=a⋅c\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}=\mathbf{a}\cdot\mathbf{c} 이면 b=c\mathbf{b}=\mathbf{c} 이다." 이 명제가 참이면 증명하세요. 거짓이면 반례를 드세요.

영어 원문 보기

Consider the following statement: “If a≠0\mathbf{a}\ne\mathbf{0} and if a⋅b=a⋅c\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}=\mathbf{a}\cdot\mathbf{c} then b=c\mathbf{b}=\mathbf{c}.” If the statment is true, prove it. If the statement is false, give a counterexample.

정답·풀이 보기

이 명제는 거짓이다. 두 수 a⋅b\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}, a⋅c\mathbf{a}\cdot\mathbf{c} 가 같을 필요충분조건은 a⋅(b−c)=0\mathbf{a}\cdot(\mathbf{b}-\mathbf{c})= 0 이다. 이는 다시 a\mathbf{a} 가 b−c\mathbf{b}-\mathbf{c} 와 수직인 것과 필요충분조건이다(0\mathbf{0} 은 모든 벡터와 수직이라는 약속에 따른다). 예를 들어 a=<1,0,0>\mathbf{a}=\left< 1,0,0\right> , b=<0,1,0>, c=<0,0,1>\mathbf{b}=\left< 0,1,0\right> ,\ \mathbf{c}=\left< 0,0,1\right> 이면 b−c=<0,1,−1>\mathbf{b}-\mathbf{c}=\left< 0,1,-1\right> 은 a\mathbf{a} 와 수직이므로 a⋅b=a⋅c\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}=\mathbf{a}\cdot\mathbf{c} 이다.

원본 교재 풀이(영어)

This statement is false. The two numbers a⋅b\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}, a⋅c\mathbf{a}\cdot\mathbf{c} are equal if and only if a⋅(b−c)=0\mathbf{a}\cdot(\mathbf{b}-\mathbf{c})= 0. This in turn is the case if and only if a\mathbf{a} is perpendicular to b−c\mathbf{b}-\mathbf{c} (under the convention that 0\mathbf{0} is perpendicular to all vectors). For example, if a=<1,0,0>\mathbf{a}=\left< 1,0,0\right> , b=<0,1,0>, c=<0,0,1>\mathbf{b}=\left< 0,1,0\right> ,\ \mathbf{c}=\left< 0,0,1\right> , then b−c=<0,1,−1>\mathbf{b}-\mathbf{c}=\left< 0,1,-1\right> is perpendicular to a\mathbf{a} so that a⋅b=a⋅c\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}=\mathbf{a}\cdot\mathbf{c}.

한 번 더 — 비슷한 문제CLP-3 · 1.2절 · 16번우리말 번역

구의 지름 하나의 양 끝점이 (2,1,4)(2,1,4) 와 (4,3,10)(4,3,10) 일 때, 이 구의 방정식을 구하세요.

다 풀었으면 정답 확인

구의 중심은 12{(2,1,4)+(4,3,10)}=(3,2,7)\tfrac{1}{2}\big\{(2,1,4)+(4,3,10)\big\}=(3,2,7) 이다. 지름(즉 반지름의 2배)은 ∣(2,1,4)−(4,3,10)∣=∣(−2,−2,−6)∣=2∣(1,1,3)∣=211|(2,1,4)-(4,3,10)|=|(-2,-2,-6)|=2|(1,1,3)|=2\sqrt{11} 이다. 따라서 구의 반지름은 11\sqrt{11} 이고 구의 방정식은 다음과 같다.

(x−3)2+(y−2)2+(z−7)2=11(x-3)^2+(y-2)^2+(z-7)^2=11

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# 벡터의 연산증명·논술기본자동 분류

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