Приклади розв’язання типових задач.

1. Дано точки , . Знайдіть:

а) координати, довжину, напрямні косинуси та орт вектора ;

б) координати точки М, яка ділить відрізок у відношенні .

Розв'язання.

а)

; , , .

Орт вектора такий:

.

б) , тоді

, , .

2. Знайдіть вектор , якщо він утворює з осями координат однакові кути і .

Розв'язання. Враховуючи рівності

, ,

і умову , записуємо співвідношення

,

звідки дістаємо , , або .

Відповідь: або .

3. Чи колінеарні вектори і побудовані на векторах

і ?

Розв'язання. Послідовно дістаємо

.

Оскільки координати векторів і не пропорційні, то ці вектори не колінеарні.

4. Початком вектора є точка . Знайдіть координати точки Р, яка є кінцем вектора .

Розв'язання. Враховуючи умову рівності двох векторів, дістанемо

,

або

звідси , , тобто - кінець вектора .

5. Відомо, що вектори та колінеарні. Знайдіть і .

Розв'язання. Записуємо умову колінеарності заданих векторів:

звідси , .

6. Знайдіть подання вектора у базисі , .

Розв'язання. Передусім переконуємось, що вектори і утворюють базис:

. Записуємо розклад , де коефіцієнти та підлягають визначенню. Далі маємо

або

Звідси дістаємо систему рівнянь

,

розв’язок якої , .

Отже, .

Вправи для аудиторної роботи.

1. Дано точки , . Знайдіть:

а) координати, довжину, напрямні косинуси та орт вектора ;

б) координати точки М, яка ділить відрізок у відношенні .

2. Знайдіть вектор , якщо він утворює з осями Ох і Оу кути та відповідно, і .

3. Чи колінеарні вектори і побудовані на векторах

і ?

4. Відомо, що вектори та колінеарні. Знайдіть і .

5. Знайдіть подання вектора у базисі , .

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Тема 3. Скалярний добуток векторів.

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ.

Скалярним добутком двох векторів і називають число , що дорівнює добутку довжин цих векторів на косинус кута між ними:

Якщо хоча б один із векторів чи нульовий, то за означенням

.

Оскільки виконуються рівності

,

то

Геометричний зміст скалярного добутку: скалярний добуток двох векторів дорівнює добутку довжини одного вектора на проекцію на нього другого вектора (рис.1).

Тоді

(1)

Формула (1) – робоча формула для обчислення проекції вектора на вектор (або вісь).

Властивості скалярного добутку.

Алгебраїчні властивості скалярного добутку:

1. ;

2. ;

3. .

Геометричні властивості скалярного добутку:

1. якщо та , то , якщо кут гострий, і , якщо кут тупий;

2. скалярний добуток двох ненульових векторів дорівнює нулю тоді і тільки тоді, коли ці вектори перпендикулярні;

3. скалярний квадрат вектора дорівнює квадрату його довжини, тобто

,

звідки . (2)

Умова перпендикулярності двох векторів.

Ненульові вектори і перпендикулярні тоді і тільки тоді, коли їхній скалярний добуток дорівнює нулю:

Зокрема:

, ,

Вираз скалярного добутку через координати. Кут між векторами.

Нехай вектори і задані своїми координатами

, .

Тоді

(3)

Висновки з формули (3) такі:

1. умова перпендикулярності векторів і :

;

2. довжина вектора : ;

3. косинус кута між векторами і :

.