In a triangle PQRPQRPQR, let a⃗=QR→\vec a = \overrightarrow{QR}a=QR, b⃗=RP→\vec b = \overrightarrow{RP}b=RP and c⃗=PQ→\vec c = \overrightarrow{PQ}c=PQ. If
∣a⃗∣=3,∣b⃗∣=4anda⃗⋅(c⃗−b⃗)c⃗⋅(a⃗−b⃗)=∣a⃗∣∣a⃗∣+∣b⃗∣,|\vec a| = 3,\qquad |\vec b| = 4\qquad\text{and}\qquad \frac{\vec a\cdot(\vec c - \vec b)}{\vec c\cdot(\vec a - \vec b)} = \frac{|\vec a|}{|\vec a| + |\vec b|},∣a∣=3,∣b∣=4andc⋅(a−b)a⋅(c−b)=∣a∣+∣b∣∣a∣,
then the value of ∣a⃗×b⃗∣2|\vec a\times\vec b|^2∣a×b∣2 is ______
Official answer: 108
Around the triangle a⃗+b⃗+c⃗=0⃗\vec a+\vec b+\vec c=\vec 0a+b+c=0, so c⃗=−(a⃗+b⃗)\vec c=-(\vec a+\vec b)c=−(a+b).
Numerator and denominator.a⃗⋅(c⃗−b⃗)=−∣a⃗∣2−2a⃗⋅b⃗=−9−2a⃗⋅b⃗,\vec a\cdot(\vec c-\vec b)=-|\vec a|^2-2\vec a\cdot\vec b=-9-2\vec a\cdot\vec b,a⋅(c−b)=−∣a∣2−2a⋅b=−9−2a⋅b,c⃗⋅(a⃗−b⃗)=−(∣a⃗∣2−∣b⃗∣2)=7.\vec c\cdot(\vec a-\vec b)=-(|\vec a|^2-|\vec b|^2)=7.c⋅(a−b)=−(∣a∣2−∣b∣2)=7.
The condition.−9−2a⃗⋅b⃗7=37 ⟹ a⃗⋅b⃗=−6.\frac{-9-2\vec a\cdot\vec b}7=\frac37\implies\vec a\cdot\vec b=-6.7−9−2a⋅b=73⟹a⋅b=−6.
Cross product.∣a⃗×b⃗∣2=∣a⃗∣2∣b⃗∣2−(a⃗⋅b⃗)2=144−36=108.|\vec a\times\vec b|^2=|\vec a|^2|\vec b|^2-(\vec a\cdot\vec b)^2=144-36=108.∣a×b∣2=∣a∣2∣b∣2−(a⋅b)2=144−36=108.Answer: 108