4151. Даны точки
A(2;4)
,
B(6;-4)
и
C(-8;-1)
. Найдите косинус угла между медианами
CM
и
AK
треугольника
ABC
.
Ответ.
\frac{17}{\sqrt{1189}}
.
Решение. Координаты середины
K
стороны
BC
равны средним арифметическим координат вершин
B
и
C
, т. е.
x=\frac{6-8}{2}=-1
и
y=\frac{-4-1}{2}=-\frac{5}{2}
. Значит, вектор
\overrightarrow{AK}
имеет координаты
x=-1-2=-3
и
y=-\frac{5}{2}-4=-\frac{13}{2}
.
Аналогично находим координаты точки
M
и вектора
\overrightarrow{CM}
:
M(4;0)
,
\overrightarrow{CM}=(12;1)
.
Пусть
\varphi
— угол между векторами
\overrightarrow{AK}
и
\overrightarrow{CM}
. Поскольку вектор
\overrightarrow{AK}
противоположно направлен с вектором
-2\overrightarrow{AK}=(6;13)
, угол
\varphi
между векторами
\overrightarrow{AK}
и
\overrightarrow{CM}
дополняет до
180^{\circ}
угол между векторами с координатами
(6;13)
и
(12;1)
.
Косинус угла между ненулевыми векторами равен скалярному произведению этих векторов, делённому на произведение их модулей, поэтому
\cos(180^{\circ}-\varphi)=\frac{-2\overrightarrow{AK}\cdot\overrightarrow{CM}}{|-2\overrightarrow{AK}|\cdot|\overrightarrow{CM}|}=\frac{6\cdot12+13\cdot1}{\sqrt{36+169}\cdot\sqrt{144+1}}=

=\frac{85}{\sqrt{205}\cdot\sqrt{145}}=\frac{17}{\sqrt{41}\cdot\sqrt{29}}=\frac{17}{\sqrt{1189}}.

Следовательно, косинус угла между прямыми
CM
и
AK
равен
\frac{17}{\sqrt{1189}}
.