
- •Лекционно-практические занятия по теме
- •Понятие вектора. Виды векторов
- •Сложение и вычитание векторов
- •Умножение вектора на число векторов
- •Линейная независимость системы векторов. Понятие базиса
- •Базисом векторного пространства называется совокупность
- •Проекция вектора на ось
- •Свойства проекций:
- •Направляющие косинусы вектора
- •Действия над векторами в координатной форм
- •Координаты вектора, заданного начальной и конечной точками
- •Расстояние между двумя точками
- •Скалярное произведение векторов
- •Свойства скалярного произведения
- •Скалярное произведение в координатной форме
- •Векторное произведение векторов
- •Векторные произведения векторов декартового базиса
- •Векторное произведение в координатной фор
- •Применение векторного произведения
- •Смешанное произведение трех векторов
- •Свойства смешанного произведения
- •Смешанное произведение в координатной форм

Лекционно-практические занятия по теме
Векторная алгебра

Понятие вектора. Виды векторов
Вектором или
называется
направленный
начаaло и B
конец).
A
по-другому свободным вектором
отрезок (т.е. отрезок, у которого есть |
||
Расстояние от начала вектора до его |
|
|
конца называется длиной или модулем |
|
|
AB |
a |
. |
вектора и обозначается |
или |
Вектор, длина которого равна единице, называется единичным
вектором или ортом.
Вектор, начало и конец которого совпадают, называется нулев и обозначается0 . Нулевой вектор не имеет определенного направления и имеет длину, равную нулю.
Два вектораa |
|
иb |
называются ортогональными, если угол ме |
|||
ними равен 90.b |
|
коллинеарными |
|
|||
Два вектораa |
|
|
|
называются |
|
, если они лежат |
и |
|
|
на одной или параллельных прямых.
Три вектора, лежащие в одной или в параллельных плоскостях, называются компланарными.
Два вектора называются равными, если они имеют одинаковую длину и направление.

Сложение и вычитание векторов
Сложение векторов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(правило параллелограмма) |
b |
c a b |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сложение векторов |
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
Сложение векторов |
||||||||
(правило треугольника) |
|
(правило многоугольника) |
|||||||
a |
b |
a1 |
|
a 2 |
|
|
|
||
|
a 3 |
|
a a1 a 2 a 3 a4 |
||||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
a 4 |
|
|
|
||
c |
a b |
|
|
|
|
|
Вычитание векторов
b
c a b
a

Умножение вектора на число векторов
Произведением вектора a на число 0
называется вектор, длина которого a , а направление совпадает с направлением вектора a при 0 и
противоположно ему при 0 .
2a
a
2a
При умножении вектора на (-1) получается противоположный ве
a = ( 1) a
Если два ненулевых вектора коллинеарны то один из них можн
выразить через другой
a b

Линейная независимость системы векторов. Понятие базиса
Совокупность векторов называется линейно зависимой, если линейная комбинация этих векторов равна нулю, причем не все
коэффициенты линейной комбинации равны нулю одновременно.
a 1 a1 2 a 2 3 a 3 ... n an 0
Совокупность векторов называется линейно независимой, если линейная комбинация этих векторов не равна нулю, причем равенство
нулю возможно только в том случае, если все коэффициенты линейной |
||
комбинации равны нулю одновременно. |
. |
|
a 1 a1 2 a 2 3 a 3 ... n an 0 |
||
|
||
Если векторы линейно зависимы, то,один из них можно представить |
||
в виде линейной комбинации остальных. |
|
Три ненулевых вектора линейно зависимы тогда и только тогда,
когда они компланарны. В этом случае третий вектор
c a b
является линейной комбинацией двух других . Два ненулевых вектора линейно зависимы тогда и только тогда,
когда они коллинеарнaы b

Базисом векторного пространства называется совокупность
линейно независимых векторов, количество которых |
|
|||
определяется |
|
|
|
|
размерностью пространства. Любой небазисный вектор является |
|
|||
линейной комбинацией базисных. |
a |
|
||
В одномерном пространстве - |
один базисный вектор , |
|
||
остальные |
b a |
|
. |
|
Все такие векторы будут лежать на одной прямой с векторомa |
||||
векторы можно записать в виде |
. |
|
||
Таким образом, одномерное пространство – это пространство |
|
коллинеарных векторов.
В двумерном пространстве на плоскости будет два базисных вектора a и b , а любой третий вектор равен их линейной комбинации
Такой вектор является диагональю параллелограмма, построенного |
||||||||
на векторах a |
и b |
. Т.е. все три вектора будут компланарны. |
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
c |
a b |
|
|
|
В трехмерном пространстве – три базисных вектора, а любой четверт |
||||||||
можно представить в видеd a b c |
|
|||||||
Выражения |
b a , |
|
|
|
|
|||
c a b , |
d a b c |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вида
называются разложениями вектора по базису, а коэффициенты разл координатами вектора в данном базисе.

Z az
|
|
|
k |
|
|
a |
|
|
|
ay |
Пусть a – произвольный вектор. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
i |
|
|
|
j |
|
|
|
|
Y |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
ax |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Проекция вектора на ось
|
B |
B |
|||
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
A |
|
|
l |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B1 A1 A1 |
B1 |

Свойства проекций:
1.
2.
3.

|
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина вектора |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
ay |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина вектора в декартовом |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
базисе на плоскости находитс |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
по формуле |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ax |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
az |
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
ax |
ay |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина вектора в декартовом |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
базисе в пространстве находит |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ay |
по формуле |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ax |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
|
a |
|
ax |
ay |
az |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(под корнем – сумма квадрато |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
координат вектора) |
Пример. Найти длину вектораa 2; 7;5
Решение. a 22 ( 7)2 52
4 49 25
78