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Example 29 (Method 1) Three vectors π‘Ž βƒ—, 𝑏 βƒ— and 𝑐 βƒ— satisfy the condition π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ— = 0 βƒ— . Evaluate the quantity ΞΌ = π‘Ž βƒ— ⋅𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ— β‹… 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ— β‹… π‘Ž βƒ—, if |π‘Ž βƒ—|=1, |𝑏 βƒ—|= 4 and |c βƒ—|= 2.Given |π‘Ž βƒ—|=1, |𝑏 βƒ—|= 4 and |c βƒ—|= 2 Also, π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ— = 0 βƒ— So, |𝒂 βƒ—" + " 𝒃 βƒ—" + " 𝒄 βƒ— | = |𝟎 βƒ— | = 0 Now, |𝒂 βƒ—+𝒃 βƒ—+𝒄 βƒ— |2 = (𝒂 βƒ— + 𝒃 βƒ— + 𝒄 βƒ—) . (𝒂 βƒ— + 𝒃 βƒ— + 𝒄 βƒ—) = π‘Ž βƒ—. π‘Ž βƒ— + π‘Ž βƒ— . 𝑏 βƒ— + π‘Ž βƒ— . 𝑐 βƒ— + 𝑏 βƒ— . π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ— . 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ— . 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ— . π‘Ž βƒ— + 𝑐 βƒ— . 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ— . 𝑐 βƒ— = π‘Ž βƒ—. π‘Ž βƒ— + π‘Ž βƒ— . 𝑏 βƒ— + 𝒄 βƒ— . 𝒂 βƒ— + 𝒂 βƒ— . 𝒃 βƒ— + 𝑏 βƒ— . 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ— . 𝑐 βƒ— + π‘Ž βƒ— . 𝑐 βƒ— + 𝒃 βƒ— . 𝒄 βƒ— + 𝑐 βƒ— . 𝑐 βƒ— = π‘Ž βƒ— . π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ— . 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ— . 𝑐 βƒ— + 2π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 2𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 2𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— = 𝒂 βƒ— . 𝒂 βƒ— + 𝒃 βƒ— . 𝒃 βƒ— + 𝒄 βƒ— . 𝒄 βƒ— + 2(π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ—) = |𝒂 βƒ— |𝟐 + |𝒃 βƒ— |𝟐 + |𝒄 βƒ— |𝟐 + 2 (π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ— . π‘Ž βƒ—) = 12 + 42 + 22 + 2(π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ—) = 1 + 16 + 4 + 2(π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ—) = 21 + 2 (𝒂 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝒃 βƒ—. 𝒄 βƒ— + 𝒄 βƒ—. 𝒂 βƒ—) So, |π‘Ž βƒ—+𝑏 βƒ—+𝑐 βƒ— |2 = 21 + 2 (π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ—) Now, given that |𝒂 βƒ—" + " 𝒃 βƒ—" + " 𝒄 βƒ— | = 0 |π‘Ž βƒ—" + " 𝑏 βƒ—" + " 𝑐 βƒ— |2 = 0 21 + 2 (𝒂 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝒃 βƒ—. 𝒄 βƒ— + 𝒄 βƒ—. 𝒂 βƒ—) = 0 2(π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ—) = βˆ’21 (π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ—) = (βˆ’21)/2 Therefore, 𝝁 = 𝒂 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝒃 βƒ—. 𝒄 βƒ— + 𝒄 βƒ— . 𝒂 βƒ— = (βˆ’πŸπŸ)/𝟐 Example 29 (Method 2) Three vectors π‘Ž βƒ—, 𝑏 βƒ— and 𝑐 βƒ— satisfy the condition π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ— = 0 βƒ— . Evaluate the quantity ΞΌ = π‘Ž βƒ— ⋅𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ— β‹… 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ— β‹… π‘Ž βƒ—, if |π‘Ž βƒ—|=1, |𝑏 βƒ—|= 4 and |c βƒ—|= 2.Given |π‘Ž βƒ—| = 1, |𝑏 βƒ—|= 4 and |c βƒ—|= 2 Also, ( π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ— ) = 0 βƒ— Now, 𝒂 βƒ— . (𝒂 βƒ— + 𝒃 βƒ— + 𝒄 βƒ—) = π‘Ž βƒ— . π‘Ž βƒ— + π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + π‘Ž βƒ— . 𝑐 βƒ— π‘Ž βƒ— . 0 βƒ— = π‘Ž βƒ—. π‘Ž βƒ— + π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + π‘Ž βƒ—. 𝑐 βƒ— 0 = 𝒂 βƒ—. 𝒂 βƒ— + π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + π‘Ž βƒ—. 𝑐 βƒ— 0 βƒ— = |𝒂 βƒ— |𝟐 + π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝒂 βƒ—. 𝒄 βƒ— (Using prop : π‘Ž βƒ— . π‘Ž βƒ— = |π‘Ž βƒ— |2 ) 0 βƒ— = |π‘Ž βƒ— |2 + π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝒄 βƒ—. 𝒂 βƒ— 0 = 12 + π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— 0 = 1 + π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— = βˆ’1 Also, 𝒃 βƒ— . (𝒂 βƒ— + 𝒃 βƒ— + 𝒄 βƒ—) = 𝑏 βƒ— . π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ— . 𝑐 βƒ— 𝑏 βƒ— . 0 βƒ— = 𝑏 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— 0 = 𝒃 βƒ—. 𝒂 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— 0 = 𝒂 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝒃 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— 0 = π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + |𝒃 βƒ— |2 + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— 0 = π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 42 + 𝑏 βƒ— . 𝑐 βƒ— 0 = π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 16 + 𝑏 βƒ— . 𝑐 βƒ— π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— = βˆ’16 Also 𝒄 βƒ— . (𝒂 βƒ—+ 𝒃 βƒ— + 𝒄 βƒ—) = 𝑐 βƒ— . π‘Ž βƒ— + 𝑐 βƒ— . 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ— . 𝑐 βƒ— 𝑐 βƒ—. 0 βƒ— = 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 𝑐 βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑐 βƒ—. 𝑐 βƒ— 0 = 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 𝒄 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝑐 βƒ—. 𝑐 βƒ— 0 = 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 𝒃 βƒ—. 𝒄 βƒ— + 𝒄 βƒ—. 𝒄 βƒ— 0 = 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + |𝒄 βƒ— |2 0 = 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ— . 𝑐 βƒ— + 22 0 = 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ— . 𝑐 βƒ— + 4 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— = βˆ’4 Adding (1), (2) and (3), (𝒂 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝒄 βƒ—. 𝒂 βƒ—) + (𝒂 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝒃 βƒ—. 𝒄 βƒ—) + (𝒄 βƒ—. 𝒂 βƒ— + 𝒃 βƒ—. 𝒄 βƒ—) = βˆ’1 + (–16) + (–4) 2π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 2𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— + 2𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— = βˆ’21 2(π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ—) = βˆ’21 π‘Ž βƒ—. 𝑏 βƒ— + 𝑏 βƒ—. 𝑐 βƒ— + 𝑐 βƒ—. π‘Ž βƒ— = (βˆ’21)/2 Therefore, 𝝁 = 𝒂 βƒ—. 𝒃 βƒ— + 𝒃 βƒ—. 𝒄 βƒ— + 𝒄 βƒ— . 𝒂 βƒ— = (βˆ’πŸπŸ)/𝟐

  1. Chapter 10 Class 12 Vector Algebra
  2. Serial order wise

About the Author

Davneet Singh

Davneet Singh has done his B.Tech from Indian Institute of Technology, Kanpur. He has been teaching from the past 14 years. He provides courses for Maths, Science and Computer Science at Teachoo