- •Порядок выполнения.
- •1.Геометрические векторы и линейные операции над ними.
- •Свойства операции сложения геометрических векторов:
- •2.Построение векторов в графическом окне matlab.
- •2.1.Построение прямых. Команда line.
- •2.2.Размещение нескольких рисунков в одном графическом окне.
- •Пример 1. Разбиение графического окна на несколько областей.
- •2.3.Построение векторов на плоскости.
- •Пример 2. Векторы на плоскости
- •2.4.Построение векторов в пространстве.
- •3.Скрипты, м – файлы.
- •Создание Script m–Files
- •Упражнение 6. Для самостоятельной работы.
- •Упражнение 7. Для самостоятельной работы.
- •Упражнение 8. Правило треугольника.
- •Упражнение 9. Правило параллелограмма.
- •Упражнение 10. Сумма и разность векторов.
- •4.Логическое равенство.
- •Упражнение 11. Свойства суммы векторов
- •Упражнение 12. Проверить свойства умножения вектора на число.
- •5.Длина вектора
- •Упражнение 13. Длина вектора, орт вектора. Пространство.
- •Упражнение 14. Длина вектора, орт вектора. Плоскость.
- •6.Направляющие косинусы
- •6.1.Пространство.
- •6.2.Плоскость.
- •Упражнение 16. Направляющие косинусы. Орт вектора. Пространство.
- •Упражнение 17. Направляющие косинусы. Орт вектора. Плоскость.
- •7.Линейная зависимость векторов
- •Определение
- •Упражнение 18. Изобразить векторы базиса. Пространство.
- •Упражнение 19. Изобразить векторы базиса. Плоскость.
- •Упражнение 20. Разложение вектора по двум неколлинеарным векторам.
- •Упражнение 21. Разложение вектора по трем некомпланарным векторам.
- •Упражнение 22. Линейная зависимость четырёх векторов.
- •8.Косоугольная и прямоугольная система координат.
- •9.Скалярное произведение векторов
- •Упражнение 23. Условие ортогональности векторов.
- •Алгебраические свойства скалярного произведения:
- •Упражнение 24.1. Свойства скалярного произведения векторов.
- •Упражнение 24.2. Свойства скалярного произведения векторов.
- •Упражнение 25. Для самостоятельной работы.
- •Пример 1. Вычисление скалярного произведения в декартовом базисе.
- •Пример 2. Вычисление скалярного произведения в косоугольном базисе, состоящем из единичных векторов.
- •Пример 3. Вычисление скалярного произведения в косоугольном базисе, состоящем из векторов произвольной длины.
- •10.Скалярное произведение в координатной форме
- •Темы для презентаций:
- •Задачи для презентаций:
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания № 1 Векторная алгебра.
- •13.Список рекомендуемой литературы
Контрольные вопросы
1. Как осуществляется построение нескольких графиков в одном графическом окне?
2. Как создать графическое окно с несколькими графическими окнами?
3. Как нанести измерительную сетку на всю область построения графика?
4. Как установить границы координатной сетки?
5. Что построят данные команды
а) line([-2;5],[-3;4])?
б) line([-2,1,2;1,4,5],[5,0,4;2,3,4]) ?
в) line([0 0 0;-1 0 0],[0 0 0;0 -1 0],[0 0 0;0 0 -1]?
Записать начало и конец каждого отрезка, построить отрезки в виде векторов, не используя MATLAB, в MATLAB выполнить построение соответствующих векторов.
6. Что происходит с элементами векторов, при суммировании и вычитании векторов, заданных в координатной форме?
7. В каком ещё окне рабочего пространства кроме Command Window. можно набирать формулы или команды, удовлетворяющие синтаксису языка MATLAB?
8. Какую роль играет оператор «…».
9. Как осуществить построение нескольких графиков в различных окнах? (подсказка: изучить команду figure)
10. Как устроена функция isequal( , )?
11. Как в теле одного скрипта можно создать несколько графических окон?
12. Какова связь между ортом вектора и его направляющими косинусами. Какова длина орта вектора? Какова длина вектора, координаты которого раны направляющим косинусам? Доказать и .
13*. Проекция вектора на ось. Как связаны понятие проекции и происхождение прямоугольного декартового базиса?
14. Какие векторы называют коллинеарными, необходимое и достаточное условие линейной зависимости двух векторов. Условие коллинеарности для координат векторов (выражение условия коллинеарности в координатной форме)
15. Какие векторы называют компланарными, необходимое и достаточное условие линейной зависимости трёх векторов?
16. Скалярное произведение векторов определение, способы вычисления в MATLAB.
17. Как определяется длина вектора через скалярный квадрат? Найти скалярный квадрат вектора a={1, 5,2}. Определить длину вектора a.
18. Скалярное произведение векторов в координатной форме и его свойства.
19. Как определяется угол между векторами? Вычислить угол между векторами a={2, 1, 3} и b={4,0,1}.
20. Ответить на вопросы, заданные в виде теста, выбор ответов обосновать (в тетради и в отчёте , привести примеры из MATLAB).
1. Угол между векторами a=[x1,y1,z1] и b=[x2,y2,z2] вычисляется по формуле в MATLAB |
А) phi=acos ((a*b')/(sqrt((a*a')*(b*b')))) Б) phi=acos ((a.*b)./(sqrt((a.*a)*(b.*b)))) В) phi=asin((a*b')/(sqrt((a*a')*(b*b')))) |
Как ещё можно найти угол между векторами? |
|
2. Проекция вектора a=[x1,y1,z1] на вектор b=[x2,y2,z2] вычисляется по формуле в MATLAB «'» - знак транспонирования. |
А) pr=(a*b')/(sqrt(b*b')) Б) pr=(b*a')/(sqrt(b*b')) В) pr=(a*b')/(sqrt(a*a')) Г) pr=(b*a')/(sqrt(a*a')) |
Почему в формуле необходимо транспонировать один из векторов? Как еще можно найти проекцию? |
|
3. Ненулевые векторы a=[x1,y1,z1] и b=[x2,y2,z2] коллинеарные, если в MATLAB |
А) (a./b).*b совпадет с a Б) (b./a).*a совпадет с b Г) (b./a).*a совпадет с a |
4. Ненулевые векторы a=[x1,y1,z1] и b=[x2,y2,z2] ортогональны, если в MATLAB |
А) (a*b') даст 0 Б) dot(a,b) даст ответ ±1. В) (b*a') даст 0 Г) dot(a,b) даст ответ 0. |
12.Контрольное мероприятие № 1. Защита л.1.1 и л.1.2.
Состоится на 5 неделе.
Список вопросов для студентов по КМ 1
Часть 1. Работа с системой MATLAB
Устройство функции «line».
Часть 2. Теоретическая основа. Контрольные вопросы
(здесь есть вопросы, которые в практикуме не рассматривались, но знать надо)
Геометрический вектор. Свободный вектор. Закрепленный вектор. Нулевой вектор. Коллинеарные векторы. Равные векторы.
Коллинеарные векторы. Равные векторы. Компланарные векторы.
Правила сложения векторов. Применимость этих правил к коллинеарным векторам. Свойства операции сложения геометрических векторов. Правило трех точек.
Умножение вектора на число. Свойства умножения вектора на число.
Длина вектора? Орт вектора. Определить длину вектора a={1, 5,2}, найти орт вектора.
Направляющие косинусы и орт вектора ( плоскость)
Направляющие косинусы и орт вектора ( пространство)
Линейная комбинация. Определения линейной зависимости и линейной независимости векторов. Четыре простейших примера линейно зависимых векторов.
Линейная комбинация. Определения линейной зависимости и линейной независимости векторов. Какие векторы образуют базис на плоскости. Сформулируйте необходимое и достаточное условие линейной зависимости двух геометрических векторов.
Линейная комбинация. Определения линейной зависимости и линейной независимости векторов. Какие векторы образуют базис в пространстве. Сформулируйте необходимое и достаточное условие линейной зависимости трех геометрических векторов.
Дайте определение базиса и координат вектора в пространстве геометрических векторов V3.
Скалярное произведение векторов. Условие перпендикулярности двух векторов.
Четыре алгебраических свойства скалярного произведения.
Скалярное произведение векторов, алгебраические и геометрические свойства.
Косоугольный, прямоугольный, декартов базис.
Скалярное произведение векторов в координатной форме в косоугольном и декартовом базисах.
Как определяется угол между векторами? Вычислить угол между векторами a={2, 1, 3} и b={4,0,1}.
Проекция вектора на ось и декартовы координаты. Сформулируйте теорему о геометрическом смысле декартовых координат вектора.
Определение скалярного произведения через понятие проекции. Сделать рисунки.
Образец билета
в |
1. Сколько прямых рисует функция line( )? Изобразить данные прямые (отрезки), указать координаты точек начала и конца каждой прямой. а) line([-4;2],[ -3;1.5])
б) line([-2,-4;4,1],[3,-3;5,-1])
2. Длина вектора? Орт вектора. Определить длину вектора a={1, 5,2}, найти орт вектора.
|
в |
1. Сколько прямых рисует функция line( )? Изобразить данные прямые (отрезки), указать координаты точек начала и конца каждой прямой. а) line([-2;5],[ -3;4])
б) line([-2,1,2;1,4,5],[5,0,4;2,3,4]) 2. Направляющие косинусы и орт вектора (плоскость)
|
