दर्शाइए कि दो शून्येतर सदिशों a\vec{a} और b\vec{b} के लिए ab+ba|\vec{a}|\vec{b}+|\vec{b}|\vec{a}, abba|\vec{a}|\vec{b}-|\vec{b}|\vec{a} पर लंब है।

उत्तर: चूंकि (ab+ba)(abba)=0(|\vec{a}|\vec{b}+|\vec{b}|\vec{a}) \cdot (|\vec{a}|\vec{b}-|\vec{b}|\vec{a}) = 0 , इसलिए सदिश ab+ba|\vec{a}|\vec{b}+|\vec{b}|\vec{a} और abba|\vec{a}|\vec{b}-|\vec{b}|\vec{a} एक दूसरे पर लंब हैं।

चरण-दर-चरण हल

चरण 1: लंबवत सदिशों की शर्त

दो सदिश x\vec{x} और y\vec{y} एक दूसरे के लंबवत होते हैं यदि उनका अदिश गुणनफल (डॉट उत्पाद) शून्य के बराबर हो। हमें यह दिखाना है कि दिए गए दो सदिशों का अदिश गुणनफल शून्य है।

चरण 2: दिए गए सदिशों का अदिश गुणनफल ज्ञात करना

हमें यह सिद्ध करना है कि सदिश (ab+ba)(|\vec{a}|\vec{b}+|\vec{b}|\vec{a}) और (abba)(|\vec{a}|\vec{b}-|\vec{b}|\vec{a}) एक दूसरे पर लंब हैं। इसके लिए, हम इन दोनों सदिशों का अदिश गुणनफल ज्ञात करेंगे।

चरण 3: वितरण नियम का उपयोग करना

हम अदिश गुणनफल के वितरण नियम का उपयोग करते हुए दिए गए व्यंजक का विस्तार करेंगे। यह बीजगणित में (x+y)(x-y) के विस्तार के समान है।

चरण 4: सरलीकरण

अब हम अदिश गुणनफल के गुणों का उपयोग करके व्यंजक को सरल बनाते हैं। हम जानते हैं कि xx=x2\vec{x} \cdot \vec{x} = |\vec{x}|^2 और ab=ba\vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{a}

चरण 5: आगे सरलीकरण

हम जानते हैं कि bb=b2\vec{b} \cdot \vec{b} = |\vec{b}|^2 और aa=a2\vec{a} \cdot \vec{a} = |\vec{a}|^2 । साथ ही, ba=ab\vec{b} \cdot \vec{a} = \vec{a} \cdot \vec{b} । इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर, मध्य पद एक दूसरे को रद्द कर देते हैं।

चरण 6: अंतिम परिणाम

सरलीकरण के बाद, हमें 00 प्राप्त होता है। चूंकि दोनों सदिशों का अदिश गुणनफल शून्य है, इसलिए वे एक दूसरे पर लंबवत हैं।

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