Векторная алгебра
.pdfВекторное произведение равно нуль-вектору, если хотя бы один из перемножаемых векторов нулевой или синус угла между ними равен нулю, т.е. векторы коллинеарны.
Итак, для того, чтобы два ненулевых вектора были коллинеарны, необходимо и достаточно, чтобы их векторное произведение равнялось нульвектору
|
a || b |
a b 0. |
|
|
коллинеарны |
|
|
III. Векторное произведение векторов, заданных координатами |
|||
Даны два вектора: a |
axi ay j az k и |
b bxi by j bz k . |
|
Найти: a b . |
|
|
|
Предварительно найдем векторное произведение ортов: |
|
|
z |
|
|
|
|
|
a) |
i i 0 |
(| i i | | i |
| | i | sin 0) . |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогично |
j j 0, |
k k 0. |
|
|
||||||
|
|
1 |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
1) | k | 1, |
|
||||||||
|
i |
1 |
0 |
1 |
|
y |
б) |
i j k , |
| i j | | i |
| | j | sin |
2 |
1; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) k i , |
k j; |
|
|
|
|
|||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
с конца k |
поворот от i |
к |
j по крат- |
|||
чайшему пути виден против часовой стрелки; |
j i k |
(по свойству 1). |
||||||||||||||||||
Аналогично: |
|
j k |
i ; |
k j i ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
k i |
j; |
i |
k |
j. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a b (axi ay j az k ) (bxi by j bz k ) axbxi i aybx j i azbx k i axby i j |
||||||||||||||||||||
ayby j |
j azby k j axbz i k aybz |
j k azbz k k |
|
|
||||||||||||||||
aybx ( k ) azbx |
j axby k azby ( i ) axbz ( j) aybz i |
|
|
|||||||||||||||||
(aybz azby )i (azbx axbz ) j (axby aybx )k |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
i |
j |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ax |
ay |
az |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bx |
by |
bz |
|
i |
|
j |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Итак, |
ax |
ay |
az |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
bx |
by |
bz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пример 7.1. |
|
a 3i 2 j k ; |
b i |
3 j. |
|
|
|
|
|
|
11
|
|
|
Найти: а) a |
b; |
б) a b. |
||||
Решение. а) a (3; 2;1), |
b ( 1;3;0); |
a b 3( 1) 2 3 1 0 9. |
|||||||
б) a b |
|
i |
j |
k |
|
3i |
j 7k. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
3 |
2 |
1 |
|
|
||||
|
|
1 |
3 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 7.2. Найти S ABC , если A(0;2;1), B(-1;3;4), C(2;5;2).
Самостоятельно: Деление отрезка в данном отношении.
|
Даны две точки пространства: M1 (x1, y1, z1 ) и M 2 (x2 , y2 , z2 ) . |
|||||||||||||||
M2 |
Разделить отрезок M 1M 2 в данном отношении ( 0). Это |
|||||||||||||||
|
значит найти на отрезе такую т.М, что M1M (или |
|||||||||||||||
M |
M1M MM 2 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
MM 2 |
||||||
M1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Доказать, что координаты т. M (x, y, z) вычисляется по форму- |
|||||||||||||||
лам: |
|
x1 x2 |
|
|
|
y1 y2 |
|
|
|
|
z1 z2 |
|
||||
|
x |
; |
y |
|
; |
z |
. |
|||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||||
Частный случай. Деление отрезка пополам. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Координаты середины отрезка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x |
x1 x2 |
; |
y |
y1 y2 |
|
; |
z |
z1 z2 |
. |
||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
12