Plokštumos vektoriai ir veiksmai su jais

Šioje temoje nagrinėjami plokštumos vektoriai, jų savybės ir veiksmai su jais: sudėtis, atimtis, daugyba iš skaičiaus bei skaliarinė sandauga. Taip pat aptariamos vektorių kolinearumo, statmenumo sąlygos ir kampo tarp vektorių radimas. Galiausiai mokomasi, kaip vektoriai taikomi sprendžiant geometrinius uždavinius.

Veiksmai su vektoriais: atimtis
Vektorių atimtis apibrėžiama kaip sudėtis su priešinguoju vektoriumi: \(\vec{a} - \vec{b} = \vec{a} + (-\vec{b})\). Geometriškai, atimant vektorius \(\overrightarrow{AB} = \vec{a}\) ir \(\overrightarrow{AD} = \vec{b}\), kurių pradžios taškai sutampa, skirtumas yra vektorius \(\overrightarrow{DB} = \vec{a} - \vec{b}\). Vektorių atimties be brėžinio taisyklė: \(\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{CB}\)
Veiksmai su vektoriais: daugyba iš skaičiaus
Nenulinio vektoriaus \(\vec{a}\) ir realiojo skaičiaus k sandauga yra vektorius \(\vec{b}\), kurio ilgis \(|k| \cdot |\vec{a}|\). Jei \(k > 0\), vektoriai \(\vec{a}\) ir \(\vec{b}\) yra vienakrypčiai; jei \(k < 0\), vektoriai \(\vec{a}\) ir \(\vec{b}\) yra priešpriešiniai. Nulinio vektoriaus ir bet kokio skaičiaus sandauga yra nulinis vektorius. Vektoriaus \(\vec{a}\) ir skaičiaus k sandauga žymima \(k\vec{a}\). Galioja jungiamumo dėsnis: \((kl)\vec{a} = k(l\vec{a})\) ir skirstomumo dėsniai: \((k+l)\vec{a} = k\vec{a} + l\vec{a}\) ir \(k(\vec{a} + \vec{b}) = k\vec{a} + k\vec{b}\). Vektorių kolinearumo sąlyga: nenuliniai vektoriai \(\vec{a}\) ir \(\vec{b}\) yra kolinearūs, jei egzistuoja toks skaičius \(k\), kad \(\vec{b} = k\vec{a}\).
Veiksmai su vektoriais: sudėtis
Vektorių sudėtis atliekama pagal trikampio arba lygiagretainio taisyklę. Trikampio taisyklė: \(\vec{a} + \vec{b} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC}\). Lygiagretainio taisyklė (nekolineariems vektoriams): Nubraižomas lygiagretainis ABDC, kur \(\overrightarrow{AB} = \vec{a}\) ir \(\overrightarrow{AC} = \vec{b}\). Tada \(\overrightarrow{AD} = \vec{a} + \vec{b}\). Vektorių sudėčiai galioja perstatomumo dėsnis: \(\vec{a} + \vec{b} = \vec{b} + \vec{a}\) ir jungiamumo dėsnis: \((\vec{a} + \vec{b}) + \vec{c} = \vec{a} + (\vec{b} + \vec{c})\). Kelių vektorių sudėčiai taikoma daugiakampio taisyklė: \(\overrightarrow{A_1A_2} + \overrightarrow{A_2A_3} + ... + \overrightarrow{A_{n-1}A_n} = \overrightarrow{A_1A_n}\). Jei pirmojo vektoriaus pradžia sutampa su paskutinio vektoriaus pabaiga, tai tų vektorių suma yra nulinis vektorius.
Vektorių apibrėžimas ir pagrindinės sąvokos
Vektorius yra kryptinė atkarpa, turinti pradžią ir pabaigą. Fizikoje vektoriniai dydžiai (jėga, poslinkis, greitis) apibūdinami skaitine reikšme ir kryptimi. Vektoriai žymimi \(\overrightarrow{AB}\) (pradžia A, pabaiga B) arba \(\vec{a}\). Priešingieji vektoriai: \(\overrightarrow{AB} = -\overrightarrow{BA}\). Nulinis vektorius (\(\vec{0}\) arba \(\overrightarrow{MM}\)) – jo pradžia ir pabaiga sutampa. Vektoriaus ilgis (modulis): \(|\overrightarrow{AB}|\) arba \(|\vec{a}|\). Nulinio vektoriaus ilgis lygus 0. Kolinearieji vektoriai yra vienoje tiesėje arba lygiagrečiose tiesėse (nulinis vektorius kolinearus su visais). Vienakrypčiai vektoriai yra kolinearūs ir nukreipti ta pačia kryptimi. Priešpriešiniai vektoriai yra kolinearūs, bet nukreipti priešingomis kryptimis. Lygieji vektoriai yra vienakrypčiai ir vienodo ilgio.
Vektorių skaliarinė sandauga
Kampas tarp vektorių \(\vec{a}\) ir \(\vec{b}\) yra kampas, kurį sudaro šie vektoriai, turintys bendrą pradžią. Žymima: \((\vec{a}, \vec{b})\). \(0^\circ \le (\vec{a}, \vec{b}) \le 180^\circ\). Jei vektoriai kolinearūs: \((\vec{a}, \vec{b}) = 0^\circ\) (vienakrypčiai); \((\vec{a}, \vec{b}) = 180^\circ\) (priešpriešiniai). Statmenieji vektoriai sudaro \(90^\circ\) kampą: \(\vec{a} \perp \vec{b}\). Vektorių skaliarinė sandauga: \(\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| \cdot |\vec{b}| \cdot \cos(\vec{a}, \vec{b})\). Nenuliniai vektoriai statmeni, jei jų skaliarinė sandauga lygi nuliui. Skaliarinė sandauga teigiama, kai kampas smailusis, ir neigiama, kai kampas bukasis. Kai \(\vec{a} = \vec{b}\), tai \(\vec{a} \cdot \vec{a} = |\vec{a}|^2\) (skaliarinis kvadratas). Skaliarinė sandauga yra skaičius. Galioja perstatomumo dėsnis: \(\vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{a}\), jungiamumo dėsnis: \((k\vec{a}) \cdot \vec{b} = k(\vec{a} \cdot \vec{b})\) ir skirstomumo dėsnis: \((\vec{a} + \vec{b}) \cdot \vec{c} = \vec{a} \cdot \vec{c} + \vec{b} \cdot \vec{c}\).
Vektorių taikymas sprendžiant uždavinius
Vektoriai yra galingas įrankis, naudojamas geometrijos uždaviniams spręsti ir teoremoms įrodyti. Pavyzdžiui, jei K yra atkarpos BC vidurio taškas, o A – bet kuris plokštumos taškas, tai \(\overrightarrow{AK} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC})\). Ši lygybė, kartu su vektorių savybėmis, leidžia įrodyti, pavyzdžiui, trapecijos vidurio linijos teoremą.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com