Рассмотрим параллелограмм (ABCD) с точкой (O), где пересекаются его диагонали, и точкой (M), которая является серединой отрезка (AB). Даны векторы ( \vec{DA} = \vec{a} ) и ( \vec{DC} = \vec{b} ).
Для того чтобы выразить другие векторы через ( \vec{a} ) и ( \vec{b} ), воспользуемся свойствами параллелограмма и свойствами векторов.
а) Вектор ( \vec{DB} )
Чтобы найти вектор ( \vec{DB} ), рассмотрим путь из точки (D) в точку (B) через (A):
[
\vec{DB} = \vec{DA} + \vec{AB}
]
Известно, что ( \vec{DA} = \vec{a} ).
Так как (ABCD) — параллелограмм, ( \vec{AB} ) равен ( \vec{DC} ):
[
\vec{AB} = \vec{DC} = \vec{b}
]
Следовательно:
[
\vec{DB} = \vec{a} + \vec{b}
]
б) Вектор ( \vec{DO} )
Точка (O) — точка пересечения диагоналей параллелограмма, значит, она делит диагонали пополам. Диагонали (AC) и (BD) пересекаются в точке (O), и (O) является серединой этих диагоналей. Поскольку (O) — середина (BD):
[
\vec{DO} = \frac{1}{2} \vec{DB}
]
Подставляем выражение для ( \vec{DB} ):
[
\vec{DO} = \frac{1}{2} (\vec{a} + \vec{b})
]
в) Вектор ( \vec{AC} )
Для нахождения вектора ( \vec{AC} ), рассмотрим путь из точки (A) в точку (C) через (D):
[
\vec{AC} = \vec{AD} + \vec{DC}
]
Известно, что ( \vec{AD} = -\vec{DA} = -\vec{a} ) и ( \vec{DC} = \vec{b} ).
Следовательно:
[
\vec{AC} = -\vec{a} + \vec{b}
]
г) Вектор ( \vec{DM} )
Точка (M) — середина отрезка (AB). Поэтому:
[
\vec{AM} = \frac{1}{2} \vec{AB}
]
Так как ( \vec{AB} = \vec{b} ):
[
\vec{AM} = \frac{1}{2} \vec{b}
]
Теперь найдём вектор ( \vec{DM} ), используя путь из (D) в (M) через (A):
[
\vec{DM} = \vec{DA} + \vec{AM}
]
Известно, что ( \vec{DA} = \vec{a} ) и ( \vec{AM} = \frac{1}{2} \vec{b} ).
Следовательно:
[
\vec{DM} = \vec{a} + \frac{1}{2} \vec{b}
]
Таким образом, выражения векторов через ( \vec{a} ) и ( \vec{b} ) следующие:
[
\begin{aligned}
&\text{а) } \vec{DB} = \vec{a} + \vec{b}, \
&\text{б) } \vec{DO} = \frac{1}{2} (\vec{a} + \vec{b}), \
&\text{в) } \vec{AC} = -\vec{a} + \vec{b}, \
&\text{г) } \vec{DM} = \vec{a} + \frac{1}{2} \vec{b}.
\end{aligned}
]