वेक्टर बीजगणित प्रश्न 9
प्रश्न 9 - 2024 (30 जनवरी शिफ्ट 1)
मान लीजिए $\vec{a}=a _i \hat{i}+a _2 \hat{j}+a _3 \hat{k}$ और $\vec{b}=b _1 \hat{i}+b _2 \hat{j}+b _3 \hat{k} ~$ दो वेक्टर इस प्रकार कि $|\vec{a}|=1 ; ~ \vec{a} \cdot \vec{b}=2$ और $|\vec{b}|=4$ है। यदि $\vec{c}=2(\vec{a} \times \vec{b})-3 \vec{b}$, तो $\vec{b}$ और $\vec{c}$ के बीच कोण किसके बराबर है:
(1) $\cos ^{-1}\left(\frac{2}{\sqrt{3}}\right)$
(2) $\cos ^{-1}\left(-\frac{1}{\sqrt{3}}\right)$
(3) $\cos ^{-1}\left(-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)$
(4) $\cos ^{-1}\left(\frac{2}{3}\right)$
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उत्तर (3)
समाधान
दिया गया है $|\vec{a}|=1,|\vec{b}|=4, \vec{a} \cdot \vec{b}=2$
$\vec{c}=2(\vec{a} \times \vec{b})-3 \vec{b}$
दोनों ओर $\vec{a}$ के साथ डॉट गुणन:
$\vec{c} \cdot \vec{a}=-6$
दोनों ओर $\vec{b}$ के साथ डॉट गुणन:
$\overrightarrow{b} \cdot \overrightarrow{c}=-48$
$\vec{c} \cdot \vec{c}=4|\vec{a} \times \vec{b}|^{2}+9|\vec{b}|^{2}$
$|\overrightarrow{c}|^{2}=4\left[|a|^{2}|b|^{2}-(a \cdot \overrightarrow{b})^{2}\right]+9|\overrightarrow{b}|^{2}$
$|\overrightarrow{c}|^{2}=4\left[(1)(4)^{2}-(4)\right]+9(16)$
$|\overrightarrow{c}|^{2}=4[12]+144$
$|\overrightarrow{c}|^{2}=48+144$
$|\overrightarrow{c}|^{2}=192$
$\therefore \cos \theta=\frac{\vec{b} \cdot \vec{c}}{|\vec{b}||\vec{c}|}$
$\therefore \cos \theta=\frac{-48}{\sqrt{192} \cdot 4}$
$\therefore \cos \theta=\frac{-48}{8 \sqrt{3} \cdot 4}$
$\therefore \cos \theta=\frac{-3}{2 \sqrt{3}}$
$\therefore \cos \theta=\frac{-\sqrt{3}}{2} \Rightarrow \theta=\cos ^{-1}\left(\frac{-\sqrt{3}}{2}\right)$