- •Векторная алгебра
- •Раздел II. Основы векторной алгебры
- •Глава 3. Векторы
- •3.1. Основные понятия
- •3.2. Линейные операции над векторами
- •3.3. Координаты вектора
- •Линейные операции над векторами в координатной форме
- •Длина (модуль) вектора заданного координатами
- •Направляющие косинусы вектора
- •3.4. Скалярное произведение векторов
- •Нахождение скалярного произведения через координаты векторов
- •Приложения скалярного произведения векторов
- •3.5. Векторное произведение векторов
- •Примеры решения задач
- •Задания для самостоятельного решения
- •Упражнения для самостоятельной работы
- •Тема. «Элементы векторной алгебры»
- •Свободные, скользящие и фиксированные векторы
- •Метод координат
- •§1. Координатная ось. Декартовы координаты на плоскости и в пространстве
- •3. Правая и левая системы координат на плоскости.
- •4. Декартовы координаты в пространстве
- •Свойства проекции вектора
- •Векторы
3.3. Координаты вектора
Координатами вектора называются координаты его конечной точки.
Например, координатами вектора = на плоскости Оху являются два числа х и у, а в пространстве Охуz – три числа х, у, z.
Нахождение координат вектора через координаты начальной и конечной точек.
Пусть и . Имеем
(3.1).
Т аким образом, координаты вектора можно найти, вычитая из координат конечной точки соответствующие координаты начальной точки вектора.
Пример 3.1. Пусть даны координаты точек и . Найдем координаты вектора
Решение. Используем формулу (3.1):
Тогда
Линейные операции над векторами в координатной форме
Пусть и
Тогда
1) ;
2) ;
3) т.е. .
Пример. 3.2. Найти координаты вектора , если .
Решение. .
Условие коллинеарности (параллельности) векторов
Для параллельности двух векторов необходимо и достаточно, чтобы координаты одного вектора были пропорциональны координатам другого
Векторы коллинеарны, если абсцисса первого вектора относится к абсциссе второго так же, как ордината первого — к ординате второго.
Формулы (1) и (2) кратко записывают в виде следующих пропорций:
соответственно
Здесь один из знаменателей может оказаться равным нулю. Чтобы обойти эту трудность, договоримся всякую пропорцию понимать в смысле равенства ad = bс. Тогда обращение в нуль одного из знаменателей означает обращение в нуль и соответствующего числителя.
При этом обращение какого-нибудь из знаменателей в нуль означает, в соответствии с равенствами (1) или (2), что и числитель этой дроби равен нулю.
Понимать эти равенства надо с таким условием: если какой-то знаменатель равен нулю, то равен нулю и соответствующий числитель (про пропорциональность).
Из формулы вычеркиваются те из отношений, знаменатели которых равны нулю, а числители вычеркнутых отношений приравниваются нулю.
Длина (модуль) вектора заданного координатами
Если , то длина (модуль) вектора:
(3.2).
Расстояние между двумя точками и
АВ = (3.3).
Пример 3.3. Даны координаты точек и . Найти расстояние между ними.
Направляющие косинусы вектора
П усть – углы, которые образует вектор с осями координат Ox, Oy, Oz соответственно.
Тогда называются направляющимися косинусами вектора :
(3.4).
Следствия:
1)
2)
3.4. Скалярное произведение векторов
Скалярным произведением двух векторов и называется число, равное произведению длин этих векторов на косинус угла между ними:
(3.5).
Свойства скалярного произведения векторов:
1. |
4. |
2. |
5. Условие перпендикулярности векторов Векторы являются перпендикулярными тогда и только тогда, когда их скалярное произведение равно нулю.
|
3. |
6. |
|
|
Проекцией вектора на вектор называется число, равное
(3.6).