Чтобы найти угол между двумя векторами ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ), нужно воспользоваться скалярным произведением (также известным как внутреннее или точечное произведение) векторов.
Скалярное произведение двух векторов ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ) определяется как:
[ \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = |\mathbf{a}| |\mathbf{b}| \cos \theta ]
где:
- ( \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} ) — скалярное произведение векторов ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ),
- ( |\mathbf{a}| ) и ( |\mathbf{b}| ) — длины (модули) векторов ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ) соответственно,
- ( \theta ) — угол между векторами ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ).
Из условия задачи известно, что ( \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = 5 ).
Для нахождения угла ( \theta ) нам также потребуются длины векторов ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ). Пусть ( |\mathbf{a}| = a ) и ( |\mathbf{b}| = b ). Тогда уравнение для скалярного произведения можно переписать так:
[ ab \cos \theta = 5 ]
где ( a ) и ( b ) — длины векторов ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ) соответственно.
Рассмотрим общий случай, когда длины векторов ( a ) и ( b ) известны. Например, пусть ( a = |\mathbf{a}| ) и ( b = |\mathbf{b}| ). Тогда можно выразить ( \cos \theta ):
[ \cos \theta = \frac{5}{ab} ]
Теперь, чтобы найти угол ( \theta ), нужно воспользоваться обратной тригонометрической функцией ( \cos^{-1} ) (или арккосинусом):
[ \theta = \cos^{-1} \left( \frac{5}{ab} ) ]
Таким образом, угол ( \theta ) между векторами ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ) определяется формулой:
[ \theta = \cos^{-1} \left( \frac{5}{ab} \right) ]
Если длины векторов ( a ) и ( b ) не заданы, то угол ( \theta ) можно выразить в общем виде, как показано выше. В противном случае, подставив конкретные значения ( a ) и ( b ) в формулу, можно получить численное значение угла.