वेक्टर बीजगणित प्रश्न 20
प्रश्न 20 - 01 फरवरी - शिफ्ट 1
मान लीजिए $\vec{v}=\alpha \hat{i}+2 \hat{j}-3 \hat{k}, \vec{w}=2 \alpha \hat{i}+\hat{j}-\hat{k}$, और $\overrightarrow{{}u}$ एक ऐसा वेक्टर है जैसे कि $|\vec{u}|=\alpha>0$. यदि वेक्टर त्रिगुणित उत्पाद $[\vec{u} \vec{v} \vec{w}]$ का न्यूनतम मान $-\alpha \sqrt{3401}$ है, और $|\overrightarrow{{}u} . \hat{i}|^{2}=\dfrac{m}{n}$ जहाँ $m$ और $n$ सहसम गैर-शून्य प्राकृतिक संख्याएँ हैं, तो $m+n$ के बराबर है
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उत्तर: (3501)
समाधान:
सूत्र: वेक्टर के अदिश त्रिगुणित उत्पाद , दो वेक्टर के अदिश उत्पाद
$[\vec{u} \vec{v} w]=\vec{u} \cdot(\vec{v} \times \vec{w})$
$\min .(|u||\vec{v} \times \vec{w}| \cos \theta)=-\alpha \sqrt{3401}$
$\Rightarrow \cos \theta=-1$
$|u|=\alpha$ (दिया गया)
$|\vec{v} \times \vec{w}|=\sqrt{3401}$
$\vec{v} \times \vec{w}= \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ \alpha & 2 & -3 \\ 2 \alpha & 1 & -1\end{vmatrix} $
$\vec{v} \times \vec{w}=\hat{i}-5 \alpha \hat{j}-3 \alpha \hat{k}$
$|\vec{v} \times \vec{w}|=\sqrt{1+25 \alpha^{2}+9 \alpha^{2}}=\sqrt{3401}$
$34 \alpha^{2}=3400$
$\alpha^{2}=100$
$\alpha=10$
(क्योंकि $\alpha>0$ )
इसलिए $\quad \vec{u}=\lambda(\hat{i}-5 \alpha \hat{j}-3 \alpha \hat{k})$
$\vec{u}=\sqrt{\lambda^{2}+25 \alpha^{2} \lambda^{2}+9 \alpha^{2} \lambda}$
$\alpha^{2}=\lambda^{2}(1+25 \alpha^{2}+9 \alpha^{2})$
$100=\lambda^{2}(1+34 \times 100) $
$\Rightarrow \lambda^{2}= \dfrac{100}{3401} = \dfrac{m}{n}$
$\vec{u} \cdot \hat{i} = (\lambda \hat{i} - 5 \alpha \lambda \hat{j} - 3 \lambda \alpha \hat{k}) \cdot \hat{i}$
$\vec{u} \cdot \hat{i} = \lambda$
$|\vec{u} \cdot \hat{i}|^2 = \lambda^2 = \dfrac{100}{3401} = \dfrac{m}{n}$
$\therefore m+n = 100+3401 = 3501$