Скалярное произведение векторов и его свойства
Анализ свойств операции в конечномерном векторном пространстве, определяющейся как скаляр произведений перемножаемых векторов, не зависящих от системы координат. Ознакомление с метрическими формулами проекций векторов на оси. Декартовые координаты.
| Рубрика | Математика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.09.2013 |
| Размер файла | 238,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция
Скалярное произведение векторов и его свойства
Если , - вектора, то скалярное произведение обозначается:
Физический смысл скалярного произведения.
Если - сила, приложенная к точке, которая перемещается из точки в точку вдоль вектора , то работа указанной силы определяется равенством:
Свойства скалярного произведения:
Доказательство:
Доказательство:
Действительно:
Доказательство:
Действительно:
Замечание 1. Согласно свойству:
- скалярный квадрат.
Доказательство:
Действительно:
Для того, что бы два ненулевых вектора были перпендикулярны, необходимо и достаточно, чтобы их скалярное произведение было равно нулю.
Доказательство:
,
Замечание 2. Линейно независимые вектора:
- называются ортонормированным базисом.
В прямоугольной декартовой системе координат скалярное произведение векторов равно сумме произведений соответствующих координат.
Доказательство:
Пусть:
Координаты вектора в ортонормированном базисе равны числовым проекциям этих векторов на оси, т. е.:
Доказательство:
(*)
Умножим обе части равенства (*) скалярно на i. Тогда:
Аналогично:
Таким образом:
Некоторые метрические формулы:
Если:
Из формулы косинуса угла между векторами легко найти углы , , , которые вектор образует с осями координат.
Эти углы называются направляющими углами.
Так как:
- то имеем:
1
Где:
, , - называются направляющими косинусами вектора .
Они связаны соотношением:
Следовательно, вектор есть координаты вектора, называемого ортом:
Векторное произведение и его некоторые свойства
Т. е., имеет место круговая перестановка векторов, иначе тройка векторов меняет ориентацию.
Далее для определенности будет рассматриваться только правая система координат.
Физический смысл векторного произведения.
Если вектор изображает силу, приложенную в точке M, то выражает момент силы относительно точки О. Свойства векторного произведения. Векторное произведение двух ненулевых векторов равно нулю тогда и только тогда, когда вектора-сомножители коллинеарные.
Доказательство:
Пусть:
Длина векторного произведения численно равна площади параллелограмма, построенного на перемножаемых векторах.
Доказательство:
Построим параллелограмм:
Векторное произведение некоммутативно, т. е.:
Доказательство:
Вектора образуют правую тройку, то тройка , , - левая т. е., вектора и - противоположно направлены. Следовательно:
Доказательство:
Докажем первое равенство.
В начале покажем равенство модулей.
.
||
Пусть - правый базис.
Тогда:
Исходя из этого выплывает:
Замечание. Отметим, что последний определитель третьей степени, по сути, является символическим, так как элементами верхней строки являются вектора.
Доказательство.
Таким образом, получили разложение определителя:
- по первой строке.
скаляр перемножаемый вектор
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Вектор - направленный отрезок, имеющий начало и конец, его свойства. Виды определения векторов, действия над ними. Правила сложения векторов, их сумма. Скалярное произведение векторов. Особенности использования векторов. Решение геометрических задач.
контрольная работа [640,1 K], добавлен 18.01.2013Векторы в трехмерном пространстве. Линейные операции над векторами. Общее понятие про скалярные величины. Проекции векторов, их свойства. Коммутативность скалярного произведения, неравенство Коши-Буняковского. Примеры скалярного произведения векторов.
контрольная работа [605,8 K], добавлен 06.05.2012Линейные операции над векторами. Скалярное произведение двух векторов. Векторное произведение векторов. Графическое решение систем неравенств. Построение графиков функций с помощью геометрических преобразований. Простейшие геометрические преобразования.
методичка [2,0 M], добавлен 15.06.2015Схема и разность векторов. Умножение вектора на число. Координаты точки и вектора. Компланарные векторы и прямоугольная система координат. Длина, скалярное произведение, его свойства и угол между векторами. Переместительный и сочетательный законы.
творческая работа [481,5 K], добавлен 23.06.2009Основные определения и свойства скалярного произведения. Необходимое и достаточное условие перпендикулярности векторов. Проекция произвольного вектора. Геометрический смысл скалярного произведения. Проведение нормализации вектора, его направление.
курсовая работа [491,4 K], добавлен 13.01.2014Сущность понятия "скалярное произведение векторов". Законы векторного произведения. Практический пример нахождения площади треугольника. Общее понятие о правой и левой тройке. Содержание закона круговой переместительности. Объём треугольной пирамиды.
презентация [373,9 K], добавлен 16.11.2014Вычисление скалярного и векторного произведений векторов, заданных в прямоугольной декартовой системе координат. Расчет длины ребра пирамиды по координатам ее вершин. Поиск координат симметричной точки. Определение типа линии, описываемой уравнением.
контрольная работа [892,1 K], добавлен 12.05.2016Изучение свойств геометрических объектов при помощи алгебраических методов. Основные операции над векторами. Умножение вектора на отрицательное число. Скалярное произведение векторов. Нахождение угла между векторами. Нахождение координат вектора.
контрольная работа [56,3 K], добавлен 03.12.2014Аксиомы линейного векторного пространства. Произведение любого вектора на число 0. Аксиомы размерности, доказательство теоремы. Дистрибутивность скалярного произведения векторов относительно сложения векторов. Требования, предъявляемые к системе аксиом.
реферат [80,9 K], добавлен 28.03.2014Понятие собственных векторов и собственных значений, их свойства и характеристики, порядок нахождения собственных векторов оператора. Критерии определения независимости и ортогональности собственных векторов. Факторы и теоремы положительных матриц.
реферат [350,1 K], добавлен 22.04.2010Векторы на плоскости и в пространстве. Расстояние между началом и концом. Коллинеарные и нулевые векторы. Условие коллинеарности и перпендикулярности векторов. Определение суммы и разницы векторов. Свойства операций сложения и умножения вектора на число.
презентация [98,6 K], добавлен 21.09.2013Возможные случаи ориентации прямой и плоскости для заданного уравнения. Условия их перпендикулярности и параллельности. Скалярное произведение перпендикулярных векторов. Координаты точки, лежащей на прямой. Угол между прямой и плоскостью, его определение.
презентация [65,2 K], добавлен 21.09.2013Метод координат. Основные задачи аналитической геометрии на прямой и на плоскости. Основные линии второго порядка. Алгебраическая и геометрическая интерпретация векторов. Уравнение поверхности и уравнение линии в пространстве. Общее уравнение плоскости.
учебное пособие [687,5 K], добавлен 04.05.2011Основные определения геометрических векторов. Понятие коллинеарных и равных векторов. Простейшие операции над векторами, их проекция на ось. Понятие угла между векторами. Отсчет угла против часовой стрелки, положительная и отрицательная проекция.
реферат [187,4 K], добавлен 19.08.2009Нахождение собственных значений и собственных векторов матриц. Нетривиальное решение однородной системы линейных алгебраических уравнений. Метод нахождения характеристического многочлена, предложенный А.М. Данилевским. Получение формы Жордано: form.exe.
курсовая работа [53,4 K], добавлен 29.08.2010Основы тензорного анализа. Геометрический смысл и формула расчета коэффициентов Ламе. Взаимный базис; полярная, цилиндрическая и сферическая системы координат. Рассмотрение способов преобразования векторов при переходе к криволинейным координатам.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 06.11.2013Пример вычисления определителя второго порядка в общем виде. Свойства векторного произведения и их доказательства. Пример применения правила Крамера для решения систем из n уравнений с n неизвестными. Векторное произведение векторов заданных проекциями.
контрольная работа [297,9 K], добавлен 14.03.2009Доказательство коллинеарности и компланарности векторов. Проведение расчета площади параллелограмма, построенного на векторах а и в, объема тетраэдра, косинуса угла, точки пресечения прямой и плоскости. Определение канонических уравнений прямой.
контрольная работа [87,7 K], добавлен 21.02.2010Нахождение собственных значений и векторов линейного преобразования, заданных в некотором базисе матрицей. Составление характеристического уравнения и нахождение семейства векторов и их значения при решении, корни характеристического уравнения.
контрольная работа [44,9 K], добавлен 29.05.2012Геометрическое представление комплексных чисел, алгебраическая и тригонометрическая формы. Свойства арифметических операций над комплексными числами: правила сложения (вычитания) их радиус-векторов, произведение (частное) модуля числа; формула Муавра.
презентация [147,4 K], добавлен 17.09.2013
