Даны векторы \overrightarrow{a}(2; 1) и \overrightarrow{b}(-1; -2). Найдите косинус угла между ними.
Скалярное произведение векторов равняется произведению их длин на косинус угла между ними:
\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = \overrightarrow{|a|} \cdot \overrightarrow{|b|} \cdot \cos \alpha.
Выведем косинус угла между векторами:
\displaystyle \cos \alpha=\frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{\overrightarrow{|a|} \cdot \overrightarrow{|b|}}.
В числителе у нас получилось скалярное произведение в координатах, а в знаменателе произведение длин векторов.
Скалярное произведение двух векторов \overrightarrow{a}(x_1; y_1) и \overrightarrow{b}(x_2; y_2) равняется \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=x_1 x_2 + y_1 y_2.
Найдем скалярное произведение:
\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=2 \cdot (-1)+ 1 \cdot (-2)=-2-2=-4.
Длина вектора \overrightarrow{a} (x;y) вычисляется по формуле |\overrightarrow{a}|=\sqrt{x^2+y^2}.
Найдем произведение длин векторов:
|\overrightarrow{a}| \cdot |\overrightarrow{b}|=\sqrt{2^2+1^2} \cdot \sqrt{(-1)^2+(-2)^2}=\sqrt{5} \cdot \sqrt{5}=\sqrt{25}=5.
Найдем косинус угла между векторами:
\displaystyle \cos \alpha=\frac{-4}{5}=-0,8.
Ответ: -0,8.
Источник: Открытый банк задач ЕГЭ по математике (Задание №509811)