Слайд 2
Содержание
Геометрические векторы
Линейные операции над векторами и их свойства
Скалярное
произведение векторов
Расстояние между точками
Слайд 3
Геометрические векторы
Геометрический вектор – это направленный отрезок.
Обозначения:
Слайд 4
Длина вектора – это расстояние между начальной и
конечной точками.
Обозначения: , или просто
АВ, а.
Вектор называют нулевым, если его начало и конец совпадают.
Обозначение: .
Геометрические векторы
Слайд 5
Геометрические векторы
Векторы называют коллинеарными, если они лежат на
одной прямой или на параллельных прямых.
Обозначение:
.
Слайд 6
Геометрические векторы
Векторы называют компланарными, если они лежат в
одной плоскости.
Два вектора называют равными, если они коллинеарные, имеют
одинаковую длину и направление.
Свободным называют вектор, который можно перемещать в пространстве параллельно его направлению.
Слайд 7
Линейные операции над векторами
Линейными операциями над векторами являются
сложение векторов и умножение вектора на число.
Суммой двух геометрических
векторов и называется вектор, который можно построить или по правилу треугольника или по правилу параллелограмма.
Слайд 8
Сложение векторов
Пусть требуется сложить векторы и
, изображённые на рисунке.
Слайд 9
Правило треугольника
Параллельным переносом совместим конец вектора с началом
вектора . Тогда суммой + будем
называть вектор , начало которого совпадает с началом вектора , а конец с концом вектора .
Слайд 10
Правило параллелограмма
Параллельным переносом совместим начало вектора и начало
вектора . Достроим параллелограмм на концах векторов. Суммой
векторов и будем называть вектор , являющийся диагональю параллелограмма, начало которого совпадает с началом векторов и .
Слайд 11
Свойства сложения векторов
Коммутативность:
Ассоциативность:
Существование нулевого вектора такого, что
Для
любого вектора существует противоположный вектор ( )такой,
что
Слайд 12
Разность векторов
Можно доказать, что для любых векторов
и существует такой вектор ,
который, будучи сложен с , даст вектор :
Такой вектор называют геометрической разностью:
Слайд 13
Произведение вектора на число
Произведением вектора
на вещественное число называется вектор
, имеющий длину, равную произведению чисел и направление, совпадающее с направлением вектора , если , и противоположное, если .
Слайд 14
Свойства произведения
Ассоциативность сомножителей:
_
Дистрибутивность относительно суммы векторов:
Дистрибутивность относительно суммы
чисел:
Существование числа 1:
Слайд 15
Скалярное произведение векторов
Угол между векторами будем обозначать
Углом
между двумя векторами будем называть угол, который не превосходит
.
Слайд 16
Скалярное произведение векторов
Скалярным произведением двух геометрических векторов называется
число, равное произведению длин этих векторов на косинус угла
между ними:
Слайд 17
Скалярное произведение векторов
Если , то
, т.к.
.
Если , то , т.к. .
Если , то , т.к. .
Слайд 18
Пример 1.
Вычислить скалярное произведение векторов и
Слайд 19
Скалярное произведение векторов
Необходимое и достаточное условие перепендикулярности векторов
Скалярное
произведение двух ненулевых векторов равно нулю тогда и только
тогда, когда эти векторы ортогональны, т.к. и наоборот.
Слайд 20
Свойства скалярного произведения
Коммутативность:
Ассоциативность:
Дистрибутивность относительно суммы векторов:
Скалярное
произведение двух ненулевых векторов равно нулю тогда и только
тогда, когда эти векторы ортогональны.
Слайд 21
Угол между векторами
Так как
, то угол между векторами можно вычислять по формуле:
Слайд 23
Рене Декарт предложил координатный метод
Метод позволяет описывать геометрические
объекты аналитически, т.е. на языке алгебры.
Слайд 24
Одномерная система координат
Прямая с заданным направлением
Задана точка –
начало координат
Выбран единичный масштаб
Слайд 25
Координата точки
Координата точки равна расстоянию от начала координат
до заданной точки
Координата положительна, если направление вектора
совпадает с направлением координатной оси
Иначе координата точки отрицательна
Слайд 28
Правая система координат
Левая система координат
Слайд 29
Расстояние между точками на прямой линии
Слайд 30
Расстояние между точками на плоскости
Слайд 31
Расстояние между точками в геометрическом пространстве
Слайд 35
Расстояние между точками пространства
Длина вектора – это расстояние
между двумя точками: началом и концом вектора
Слайд 36
Расстояние между точками пространства
Из определения скалярного произведения следует,
что
, т.к. cos0=1.
Следовательно, . (расстояние между 2-я точками)
Вывод. Длину вектора можно найти с помощью операции скалярного произведения. В этом случае говорят, что в линейном векторном пространстве геометрических векторов введена метрика, т.е. способ вычисления расстояний между точками этого пространства.
Слайд 37
Свойства длины вектора
1.
2.
,
- вещественное число
3. - неравенство Коши- Буняковского
4. - неравенство треугольника
Слайд 38
Пример 3.
Вычислить длину вектора
Слайд 40
Пример 4.
Известны координаты начальной и конечной точек вектора
: A(1, 3, -2)
и B(-1, 2, 7).
Разложить вектор по базису , , .
Решение. В примере 1 были найдены координаты вектора (-2; -1; 9).
Следовательно =-2 - +9
Ответ: =-2 - +9
Слайд 41
Пример 2.
Известны координаты начальной и конечной точек вектора
: A(1, 3, -2)
и B(-1, 2, 7).
Разложить вектор по базису , , .
Решение. В примере 1 были найдены координаты вектора (-2; -1; 9).
Следовательно =-2 - +9
Ответ: =-2 - +9