- •Вопросы к коллоквиуму №1 по линейной алгебре
- •6. Элементарные преобразования матриц.
- •7. Обратная матрица.
- •12.Решение систем линейных уравнений методом Гаусса. Геометрическая
- •13.Решение систем линейных уравнений матричным методом.
- •15.Свойства решений однородной системы линейных уравнений.
- •17. Системы координат на плоскости.
- •2. Линейные операции над векторами.
- •2.1. Сложение векторов.
- •2.2. Вычитание векторов.
- •2.3. Умножение вектора на число (скаляр).
- •19. Скалярное произведение векторов. 1. Скалярное произведение векторов
- •1.1 Основные свойства скалярного произведения
- •1.2 Скалярное произведение в координатной форме
- •1.3 Приложение скалярного произведения к геометрии и механике
- •1. Угол между двумя векторами.
- •2. Направление вектора.
- •20. Векторное произведение векторов. 2. Векторное произведение двух векторов
- •2.1 Основные свойства.
- •2.2 Векторное произведение в координатной форме.
- •2.3 Приложения векторного произведения.
- •21. Смешанное произведение векторов. 3. Смешанное произведение
- •3.1 Смешанное произведение в координатной форме
- •22. Линейные операции над векторами. 1. Линейные действия над векторами в координатной системе.
- •2. Выражение вектора через координаты его начала и конца.
- •3. Расстояние между двумя точками .
- •4. Деление отрезка в данном отношении
- •23. Линейная зависимость и независимость векторов. 3. Линейная зависимость и независимость векторов.
- •24. Критерии линейной зависимости векторов. 4. Критерии линейной зависимости векторов.
- •25. Векторное линейное пространство. 1. Векторное линейное пространство.
- •27. Ориентация пространства.
- •5.2. Условие коллинеарности двух векторов.
- •30.Линейные операторы. I. Линейные отображения
- •2. Понятие линейного оператора
- •3. Матрица линейного оператора
- •4. Действия с линейными операторами
- •31.Собственные векторы и собственные значения линейных операторов.
2.1 Основные свойства.
1. Векторное произведение двух векторов равно нуль – вектору, если
векторы коллинеарны или один из них или оба - нуль-векторы равносильно . Равенство исключает необходимость вводить понятие «векторного квадрата».
2. Векторное произведение не обладает переместительным свойством, т.е. антикоммутативно.
3. Скалярный множитель можно выносить за знак векторного произведе-ния (свойство сочетательности (ассоциативности) относительно скаляра)
или .
4. Распределительное свойство (свойство дистрибутивности) :
Это свойство имеет место для любого числа слагаемых.
Пример 3.
, так как .
2.2 Векторное произведение в координатной форме.
Рассмотрим сначала векторное произведение ортов, например : .
В общем случае это можно изобразить схемами и составить таблицу (рис.4.5)
а) + б)
-
в)
-
+
0
-
-
0
-
0
Если направление кратчайшего пути от 1-го вектора ко 2-му сов-падает с направлением стрелки, то произведение равно 3-му вектору; если не совпадает, то 3-й вектор берется со знаком минус.
Рис. 4.5. Схема вычисления векторных произведений ортов
Пусть даны векторы в правой системе координатных осей
Найдем
Вполне очевидно, что
Полученную формулу обычно представляют в виде символического опреде-лителя 3-го порядка, который раскрывается по элементам первой строки.
Итак,
(10)
Замечание 3. Равенство нулю этого определителя представляет собой условие коллинеарности векторов.
Пример 4. Дано: . Найти , т.е. координаты вектора =×.
Решение. 1-ый способ :
1)
2)
2-ой способ :
1) Раскрывая скобки и пользуясь схемой (рис.4.5), упростим выражение
2.3 Приложения векторного произведения.
Вычисление площади параллелограмма и треугольника. Из геометрии известно, что площадь треугольника
Откуда
(12)
1) Сначала найдем векторное произведение
.
2) Вычислим модуль полученного вектора
Удвоенная площадь такого треугольника будет равна площади параллелог-рамма, построенного на векторах и .
т.е. (13)
Пример 5. Найти площадь параллелограмма, построенного на векторах
.
Решение.
1)
2)
Выводы :
1. Согласно определениям скалярное произведение двух векторов есть число, а их векторное произведение – вектор.
2. Из выражений скалярного и векторного произведений векторов через их координаты устанавливаются условия взаимного расположения векторов в координатной форме :
- условие коллинеарности векторов
- условие ортогональности векторов
3. На основе приложений векторного произведения к геометрии и фи-зике :
а) геометрический смысл векторного произведения заключается в том, что модуль векторного произведения двух векторов есть площадь па-раллелограмма, построенного на этих векторах;