Давайте рассмотрим задачу более подробно. У нас есть три вектора ( \mathbf{a}, \mathbf{b}, \mathbf{c} ), которые удовлетворяют условию:
[
\mathbf{a} + \mathbf{b} + \mathbf{c} = 0
]
Это условие позволяет заключить, что:
[
\mathbf{c} = -(\mathbf{a} + \mathbf{b})
]
Нам нужно найти величину выражения ( \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} + \mathbf{b} \cdot \mathbf{c} + \mathbf{c} \cdot \mathbf{a} ).
Подставим (\mathbf{c} = -(\mathbf{a} + \mathbf{b})) в скалярные произведения:
(\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}) — оставим без изменений.
(\mathbf{b} \cdot \mathbf{c} = \mathbf{b} \cdot (-\mathbf{a} - \mathbf{b}) = -(\mathbf{b} \cdot \mathbf{a} + \mathbf{b} \cdot \mathbf{b})).
(\mathbf{c} \cdot \mathbf{a} = (-\mathbf{a} - \mathbf{b}) \cdot \mathbf{a} = -(\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} + \mathbf{b} \cdot \mathbf{a})).
Теперь сложим все три выражения:
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} - (\mathbf{b} \cdot \mathbf{a} + \mathbf{b} \cdot \mathbf{b}) - (\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} + \mathbf{b} \cdot \mathbf{a})
]
Заметим, что (\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = \mathbf{b} \cdot \mathbf{a}), поскольку скалярное произведение коммутативно. Таким образом, выражение упрощается до:
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} - \mathbf{b} \cdot \mathbf{b} - \mathbf{a} \cdot \mathbf{a} - \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = - (\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} + \mathbf{b} \cdot \mathbf{b})
]
Теперь подставим величины (|\mathbf{a}| = 10), (|\mathbf{b}| = 12), (|\mathbf{c}| = 14):
[
\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} = |\mathbf{a}|^2 = 10^2 = 100
]
[
\mathbf{b} \cdot \mathbf{b} = |\mathbf{b}|^2 = 12^2 = 144
]
Тогда:
[
- (\mathbf{a} \cdot \mathbf{a} + \mathbf{b} \cdot \mathbf{b}) = - (100 + 144) = -244
]
Таким образом, значение выражения равно (-244).