题目
(e_x + 2e_y) cdot (3e_x + 5e_z) =A. sqrt(13)B. sqrt(3)C. 13D. 3
$(e_x + 2e_y) \cdot (3e_x + 5e_z) =$
A. $\sqrt{13}$
B. $\sqrt{3}$
C. 13
D. 3
题目解答
答案
D. 3
解析
本题考查向量数量积的运算。解题思路是根据向量数量积的分配律将式子展开,再结合单位向量的性质进行计算。
已知$\vec{e_x}$、$\vec{e_y}$、$\vec{e_z}$为单位向量,且相互垂直,根据单位向量的性质可知$\vec{e_x}\cdot\vec{e_x} = 1$,$\vec{e_y}\cdot\vec{e_y} = 1$,$\vec{e_z}\cdot\vec{e_z} = 1$,同时$\vec{e_x}\cdot\vec{e_y} = 0$,$\vec{e_x}\cdot\vec{e_z} = 0$,$\vec{e_y}\cdot\vec{e_z} = 0$。
下面进行详细计算:
- 步骤一:根据向量数量积的分配律展开式子
根据向量数量积的分配律$(\vec{a}+\vec{b})\cdot(\vec{c}+\vec{d})=\vec{a}\cdot\vec{c}+\vec{a}\cdot\vec{d}+\vec{b}\cdot\vec{c}+\vec{b}\cdot\vec{d}$,将$(\vec{e_x} + 2\vec{e_y}) \cdot (3\vec{e_x} + 5\vec{e_z})$展开可得:
$(\vec{e_x} + 2\vec{e_y}) \cdot (3\vec{e_x} + 5\vec{e_z})=\vec{e_x}\cdot(3\vec{e_x})+\vec{e_x}\cdot(5\vec{e_z})+2\vec{e_y}\cdot(3\vec{e_x})+2\vec{e_y}\cdot(5\vec{e_z})$ - 步骤二:根据向量数量积的结合律化简式子
根据向量数量积的结合律$\vec{a}\cdot(k\vec{b})=k(\vec{a}\cdot\vec{b})$($k$为常数),对上式进一步化简可得:
$\vec{e_x}\cdot(3\vec{e_x})+\vec{e_x}\cdot(5\vec{e_z})+2\vec{e_y}\cdot(3\vec{e_x})+2\vec{e_y}\cdot(5\vec{e_z})=3(\vec{e_x}\cdot\vec{e_x}) + 5(\vec{e_x}\cdot\vec{e_z}) + 6(\vec{e_y}\cdot\vec{e_x}) + 10(\vec{e_y}\cdot\vec{e_z})$ - 步骤三:代入单位向量的性质进行计算
将$\vec{e_x}\cdot\vec{e_x} = 1$,$\vec{e_y}\cdot\vec{e_y} = 1$,$\vec{e_z}\cdot\vec{e_z} = 1$,$\vec{e_x}\cdot\vec{e_y} = 0$,$\vec{e_x}\cdot\vec{e_z} = 0$,$\vec{e_y}\cdot\vec{e_z} = 0$代入上式可得:
$3\times1 + 5\times0 + 6\times0 + 10\times0=3$