1. Суммой двух векторов и называется вектор = + , получаемый по правилам:
Разностью векторов и называется вектор , если + = , разность векторов обозначается - .
2. Произведением вектора на число l называется вектор l , удовлетворяющий условиям:
1) |l |=|l|| | - модуль вектора l равен произведению модуля вектора на модуль числа l;
2) l - векторы сонаправлены, если l>0,
l ¯ - векторы противоположно направлены, если l<0.
Два вектора и коллинеарны тогда и только тогда, когда выполнено условие:
=l .
Проекция вектора на ось
.
Рассмотрим ось l, положительное направление которой задано единичным вектором (ортом оси).
Проекцией точки А на ось l называется точка пересечения оси l с плоскостью, проходящей через точку А перпендикулярно оси l - точка А1.
Рассмотрим произвольный вектор . Пусть точка А1 – проекция начала вектора на ось, В1 - проекция конца вектора.
Проекцией вектора на ось l называется положительное число, равное модулю вектора проекции , если угол j между вектором и
Обозначается проекция вектора и вычисляется по формуле: .
Линейная зависимость векторов
Выражение называется линейной комбинацией векторов с коэффициентами с1, с2, ..., с n.
Система векторов называются линейно зависимой, если их линейная комбинация обращается в ноль при с1, с2, ..., с n, не равных нулю одновременно; и линейно независимой, если только тогда, когда все коэффициенты с1=с2=...=с n =0.
Два вектора линейно зависимы тогда и только тогда, когда они коллинеарны.
Любые два неколлинеарных вектора линейно независимы. Любая система из трех векторов на плоскости линейно зависима.
Три вектора линейно зависимы тогда и только тогда, когда они компланарны.
Любые три некомпланарных вектора линейно независимы. Любая система из четырех векторов в пространстве линейно зависима.
Базис. Координаты вектора
Пусть V – векторное пространство. Базисом в пространстве V называется всякая система векторов , которая линейно независима и полна (т. е. всякий вектор пространства можно выразить через данную систему векторов).
Обозначим через V 1 – множество векторов на прямой; V 2 – множество векторов на плоскости; V 3 - множество векторов в пространстве.
Базисом в V 1 называется любой ненулевой вектор; в V 2 – любая пара неколлинеарных векторов; в V 3 – любая упорядоченная тройка некомпланарных векторов.
Теорема о разложении вектора по базису: Любой вектор можно разложить по базису единственным образом:
1) в V 1: ;
2) в V 2: ;
3) в V 3: .
2.6. Прямоугольная (декартова) система координат
Системой прямоугольных (декартовых координат) называется совокупность точки O и базиса, обозначаемого и удовлетворяющего условиям:
1) =1;
2) ,
3) тройка векторов - правая.
Любой вектор можно представить в виде разложения по базису
:
,
числа х, у, z называются прямоугольными (декартовыми) координатами вектора .
Геометрический смысл координат вектора – координаты вектора есть проекции этого вектора на координатные оси:
х= ;
у= ;
z = .
Cosa , cosb , cosg - называются направляющими косинусами вектора.
Пусть даны точка М1(х1,у1, z 1) и точка М2(х2,у2, z 2), тогда вектор .
Координаты вектора .
Модуль вектора , равный расстоянию между точками М1 и М2, находится по формуле:
.
Рассмотрим векторы (ха; уа; z а) и (хb; уb; z b), тогда
- если , то (ха+хb; уа+уb; z а + z b);
- если , то (lха; lуа; lz а).
Условие коллинеарности векторов в координатной форме:
векторы и коллинеарны ( =l ) тогда и только тогда, когда
.
Координаты середины отрезка М1М2:
.
2.7. Скалярное произведение векторов
Скалярным произведением двух векторов называется число, равное произведению модулей этих векторов на косинус угла между ними:
.
Алгебраические свойства скалярного произведения:
1) - свойство коммутативности;
2) - скалярное произведение вектора на себя равно квадрату модуля вектора;
3) (a )=a( ) – свойство ассоциативности;
4) ( + ) = + - свойство дистрибутивности.
Геометрические свойства скалярного произведения:
1) тогда и только тогда, когда =0 – условие ортогональности векторов;
2) Два ненулевых вектора и составляют:
- острый угол, если >0;
- тупой угол, если <0;
Скалярное произведение в координатах двух векторов (ха;уа;z а) и (хb;уb;z b) есть число, равное сумме произведений одноименных координат:
=xaxb + yayb + zazb.
Из определения скалярного произведения вытекают следующие формулы:
- косинус угла между векторами ;
- проекция вектора на вектор равна .
Дата: 2018-12-28, просмотров: 265.