Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1_2_Сложение_векторов,_умножение_на_число

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
11.10.2025
Размер:
281.97 Кб
Скачать

Операции над векторами

Рассматриваем:

1)алгебраическое (координатное) выполнение операций

2)графическое (геометрическое) выполнение операций

1. Сложение векторов

 

 

Суммой векторов a a1 , a2 ,..., an

и b b1 ,b2 ,...,bn называется вектор

c a b с

координатами ci ai bi , то есть складываются соответствующие координаты векторов a и b : c a1 b1 , a2 b2 ,..., an bn

Графическое сложение векторов

1) Вектора a и b откладывают от одной точки. На векторах a и b строят параллелограмм. Диагональ этого параллелограмма – это вектор суммы c .

 

 

 

 

2) От конца вектора a откладывают

вектор b . Вектор суммы c a b - вектор,

проведенный из начала вектора a в конец вектора b , отложенного от конца вектора a .

4

 

1

 

Пример: Найти сумму векторов a и b

.

 

1

3

1) алгебраическое выполнение операции сложения – складываем соответствующие координаты

 

4

1

5

c a b

 

 

 

.

1

3

 

4

ab

2)Графическое выполнение операции сложения:

2. Умножение вектора на число. Произведением вектора a a1 , a2 ,..., an на число называется вектор c a с координатами ci ai , то есть все координаты вектора a умножаются на : c a1 , a2 ,..., an .

Графически: Вектор a растягивают в раз. При умножении на отрицательное число вектор изменяет направление на противоположное.

4

Пример: Дан вектор a .

2

1) Алгебраическое выполнение операции умножения вектора на число

 

1

 

1

4

 

2

 

4

8

 

4

 

8

c

 

a

 

 

 

 

;

c 2a 2

 

 

,

c 2a 2

 

.

2

2

 

 

2

1

 

2

 

4

 

2

 

4

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

a

 

 

2) Графическое выполнение операции умножения вектора на число:

Вычитание векторов не является новой операцией - она является комбинацией операций сложения векторов и умножения вектора на число " 1", то есть c a b a ( 1) b .

Алгебраическое выполнение операции вычитания: Разностью векторов a a1 , a2 ,..., an и b b1 ,b2 ,...,bn является вектор c a b с координатами ci ai bi , то есть из координат вектора a вычитаются координаты вектора b : c a1 b1 , a2 b2 ,..., an bn .

Графическое выполнение операции вычитания: Векторы a и b откладывают от одной точки. Вектор разности c a b - вектор, проведенный из конца вектора b в конец вектора a .

 

4

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример: Найти разность векторов a

 

и b

- вектор c a b .

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1) алгебраическое выполнение операции вычитания:

из координат вектора a вычитаем

соответствующие координаты вектора b :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

3

 

1

c a b

 

 

 

.

 

 

1

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

b

 

 

 

 

2) Графическое выполнение операции вычитания:

Пример совместного выполнения операций (нахождения линейной комбинации векторов)

 

 

4

 

 

 

 

 

 

1

 

c

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Даны вектора

a

, b

,

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

3

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3c .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти вектор

d

2a

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

2

4

 

 

1

4

 

8

1

 

 

12

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

6

 

 

.

 

 

 

 

dy

 

 

1

 

 

3

2

 

2

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

c

 

2a

 

 

 

 

 

3c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базис. Разложение векторов по базису

 

 

Вводят систему базисных векторов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e 0 ,

e

1 ,

e

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В декартовой прямоугольной системе координат – это вектора единичной длины, направленные вдоль координатных осей. Часто эти единичные вектора обозначают i , j , k .

Тогда любой вектор можно представить в виде разложения по базису

a1

 

 

 

1

 

0

 

0

a a

 

a

0

a

1

a

0 .

2

 

 

1

 

2

 

3

 

a

 

 

 

0

 

0

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

То есть имеем разложение a a1e1 a2 e2

a3e3

ai ei .

 

i 1