Чтобы найти компоненты вектора нужно из координат его конца вычесть координаты начала.
Если заданы точки А( x 1 , y 1 , z 1 ), B ( x 2 , y 2 , z 2 ), то = ( x 2 – x 1 , y 2 – y 1 , z 2 – z 1 ).
Определение. Базис называется ортонормированным, если его векторы попарно ортогональны и равны единице.
Определение. Декартова система координат, базис которой ортонормирован называется декартовой прямоугольной системой координат.
Декартовыми прямоугольными координатами вектора называются его проекции на координатные оси
.
, т.е. вектор имеет координаты .
Равные векторы имеют равные координаты, поэтому координаты вектора не зависят от его положения в пространстве.
Линейные операции над векторами в координатах.
Пусть заданы векторы в прямоугольной системе координат
тогда линейные операции над ними в координатах имеют вид:
Направляющие косинусы, длина вектора.
Длина вектора в координатах определяется как расстояние между точками начала и конца вектора. Если заданы две точки в пространстве А(х1, y 1 , z 1 ), B ( x 2 , y 2 , z 2 ), то .
Направляющими косинусами вектора называются косинусы углов , образуемых им с координатными осями.
Принимая во внимание формулу , для вектора получаем
Из полученных формул и формулы нахождения длины вектора находим формулы для направляющих косинусов вектора :
.
Возводя в квадрат и почленно складывая, имеем:
; следовательно, сумма квадратов направляющих косинусов вектора равна 1.
|
|
Из формул следует, что координаты единичного вектора равны его направляющим косинусам.
Деление отрезка в данном отношении.
Если точка М(х, у, z ) делит отрезок АВ в соотношении l , считая от А, то координаты этой точки определяются как:
В частном случае координаты середины отрезка находятся как:
x = ( x 1 + x 2 )/2; y = ( y 1 + y 2 )/2; z = ( z 1 + z 2 )/2.
Если l отрицательна, значит точка М лежит на продолжении отрезка АВ.
Скалярное произведение векторов, его свойства, вычисление и применение.
Определение. Скалярным произведением векторов и называется число, равное произведению длин этих сторон на косинус угла между ними.
× = ï ïï ï cos j
Свойства скалярного произведения :
1) × = 0, если ^ или = 0 или = 0 ;
2) × = × ;
3) × ( + ) = × + × ;
4) (m ) × = × (m ) = m( × ); m=const .
Следствие. × = ï ï 2
Если рассматривать векторы в декартовой прямоугольной системе координат, то
× = xa xb + ya yb + za zb;
Используя полученные равенства, получаем формулу для вычисления угла между векторами:
;
Векторное произведение векторов, его свойства, вычисление и применение.
|
|
Скажем, что тройка векторов , , правая, если кратчайший поворот от вектора к вектору против часовой стрелки (если наблюдать с конца вектора ).
Левая тройка векторов (кратчайший поворот от к по часовой стрелке).
Определение. Векторным произведением векторов и называется вектор , удовлетворяющий следующим условиям:
1) , где j - угол между векторами и ,
2) вектор ортогонален векторам и
3) , и образуют правую тройку векторов.
Обозначается: или .
Свойства векторного произведения векторов:
1) ; ( а * а = 0 );
2) , если ïï (коллинеарны) или = 0 или = 0;
3) ( m ) ´ = ´ ( m ) = m ( ´ );
4) ´ ( + ) = ´ + ´ ;
5) Если заданы векторы ( xa , ya , za ) и ( xb , yb , zb ) в декартовой прямоугольной системе координат с единичными векторами , то
´ =
6) Геометрическим смыслом векторного произведения векторов является площадь параллелограмма, построенного на векторах и .
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 323; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!