4152. Даны точки
A(-2;0)
,
B(1;6)
и
C(5;4)
. Найдите косинус угла между медианами
AM
и
CN
треугольника
ABC
.
Ответ.
\frac{13}{5\sqrt{10}}
.
Решение. Координаты середины
M
стороны
BC
равны средним арифметическим координат вершин
B
и
C
, т. е.
x=\frac{1+5}{2}=3
и
y=\frac{6+4}{2}=5
. Значит, вектор
\overrightarrow{AM}
имеет координаты
x=3-(-2)=5
и
y=5-0=5
.
Аналогично находим координаты точки
N
и вектора
\overrightarrow{CN}
:
N\left(-\frac{1}{2};3\right)
,
\overrightarrow{CM}=\left(-\frac{11}{2};-1\right)
.
Пусть
\varphi
— угол между векторами
\overrightarrow{AM}
и
\overrightarrow{CN}
. Поскольку вектор
\overrightarrow{CN}
противоположно направлен с вектором
-2\overrightarrow{CN}=(11;2)
, угол
\varphi
между векторами
\overrightarrow{AM}
и
\overrightarrow{CN}
дополняет до
180^{\circ}
угол между векторами с координатами
(5;5)
и
(11;2)
.
Косинус угла между ненулевыми векторами равен скалярному произведению этих векторов, делённому на произведение их модулей, поэтому
\cos(180^{\circ}-\varphi)=\frac{-2\overrightarrow{CN}\cdot\overrightarrow{AM}}{|-2\overrightarrow{CN}|\cdot|\overrightarrow{AM}|}=\frac{11\cdot5+2\cdot5}{\sqrt{121+4}\cdot\sqrt{25+25}}=\frac{65}{\sqrt{125}\cdot\sqrt{50}}=\frac{13}{5\sqrt{10}}.

Следовательно, косинус угла между прямыми
AM
и
CN
равен
\frac{13}{5\sqrt{10}}
.