1. Действия над векторами.

1) Сложение векторов.

Опр. Суммой двух векторов   и   является диагональ параллелограмма, построенного на этих векторах, исходящая из общей точки их приложения (правило параллелограмма).

 Рис.1. 

Опр. Суммой трех векторов  ,  ,   называется диагональ параллелепипеда, построенного на этих векторах (правило параллелепипеда).

Опр. Если А, В, С – произвольные точки, то   +   =   (правило треугольника).

 

 рис.2 

2) Вычитание векторов.

Опр. Под разностью векторов   и  понимают вектор   =   –   такой, что   +   =  .

В параллелограмме – это другая диагональ СД (см.рис.1).

3) Умножение вектора на число.

Опр. Произведением вектора    на скаляр k называется вектор

 = k  =  k,

имеющий длину ka, и направление, которого:

1.     совпадает с направлением вектора  , если k > 0;

2.     противоположно направлению вектора  , если k < 0;

3.     произвольно, если k = 0.

Свойства умножения вектора на число.

1о. (k + l)  = k  + l .

 k(  +  ) = k  + k .

2o. k(l ) = (kl) .

3o. 1×  =  , (–1) ×  = –  , 0 ×  =  .

2. Свойства сложения

1о.   +   =   +   (переместительный закон).

2о.   + (  +  ) = (  +  ) +   = (  +  ) +   (сочетательный закон).

3о.   + (– ) +  .

Свойства умножения вектора на число.

1^о. (k + l)  = k  + l .

 k(  +  ) = k  + k .

2^o. k(l ) = (kl) .

3^o. 1×  =  , (–1) ×  = –  , 0 ×  =  .

3. ЛЗ система векторов.

Определение. Любой вектор вида   =  называется линейной комбинацией векторов  . Числа   - коэффициентами линейной комбинации.

Определение. Система векторов называется линейно-зависимой, если хоть один вектор системы может быть как линейная комбинация остальных векторов. В противном случае систему называют линейно-независимой.

Пример. Система векторов   линейно-зависима, т. к. вектор  .

4. ЛНЗ система векторов.

Определение. Система векторов называется линейно-независимой, если ни один вектор системы не может быть как линейная комбинация остальных векторов.

5. Коллинеарность и компланарность векторов.

Опр. Два вектора   и   называются коллинеарными, если они расположены на параллельных прямых или на одной прямой.

Нулевой вектор   коллинеарен любому вектору.

Теорема. Два ненулевых вектора    и  коллинеарны, Û когда они пропорциональны т.е.

 = k , k – скаляр.

Опр. Три вектора  ,  ,   называются компланарными, если они параллельны некоторой плоскости или лежат в ней.

Теорема. Три ненулевых вектора  ,  ,   компланарны, Û когда один из них является линейной комбинацией двух других, т.е.

 = k  + l , k ,l – скаляры.

6. Базис системы векторов.

 Определение. Под системой векторов понимают несколько векторов, принадлежащих одному и тому же пространству R.

Определение. Любой вектор вида   =  называется линейной комбинацией векторов  . Числа   - коэффициентами линейной

комбинации.

Пример.  .

Определение. Если вектор    является линейной комбинацией векторов  , то говорят, что вектор   линейно выражается через векторы  .

Определение базиса. Система векторов образует базис, если:

1) она линейно-независима,

2) любой вектор пространства через нее линейно выражается.

Пример 1) Базис пространства  :  .

Пример 2) В системе векторов    базисом являются векторы:  , т.к.  линейно выражается через векторы  .