Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ALGEBRA

.pdf
Скачиваний:
158
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
7.97 Mб
Скачать

 

~

Тогда

 

 

 

 

 

 

Пусть ~a = x~ı + y~| + zk.

 

 

 

 

 

 

cos(~aˆ~ı) = cos α =

(a,~ı)

=

 

 

 

 

 

 

x

,

 

 

(2.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~a

s

 

 

 

 

 

 

x2

+ y2 + z2

 

| |

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(~a,~|)

y

 

 

 

 

(2.13)

cos(~aˆ~|) = cos β =

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

,

 

 

~a

 

s

 

 

 

 

 

 

x2

+ y2 + z2

 

| |

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

(~a, k)

 

 

 

 

(2.14)

cos(~aˆk) = cos γ =

 

 

 

 

 

=

 

 

 

.

 

 

~a

 

 

s

 

 

 

 

 

 

x2 + y2 + z2

Легко видеть, что

| |

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 α + cos2 β + cos2 γ = 1.

 

 

 

 

(2.15)

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

6. Координаты орта вектора ~a, т.е. векто-

ра ~a0 = |~a1|~a.

Очевидно, что координаты орта вектора совпадают с его направляющими косинусами.

Замечание. Всё содержание пунктов 1-6, относящиеся к пространству V3, имеет место, с очевидными изменениями, в любом линейном подпространстве V2(π), где π – фиксированная плоскость. Отметим эти изменения:

1.базис в V2(π) состоит из двух векторов;

2.точка O π;

3.любые вектор из V2(π) и точка M π имеют только две координаты, относительно фик-

сированной системы координат.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

π

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

образуют угол ϕ =

 

 

 

 

 

 

Пример 74. Геометрические векторы ~a и b

4 ; зная,

 

 

 

 

 

 

~

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что |~a| = 5, |b| = 5 вычислить (~a, b).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 75. Геометрические векторы ~a, b,~cπ V3 попарно образуют друг

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

|

|

 

~

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

| |

 

 

 

 

 

 

с другом углы, каждый из которых равен

 

. Зная, что ~a

 

= 4,

b

= 2 и

 

 

 

 

 

 

|~c| = 2, определить модуль (длину) геометрического вектора p~ = ~a+b+~c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 76. Геометрические векторы ~a и

~

перпендикулярные; геомет-

 

 

 

 

 

 

b

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

рический вектор ~c образует с каждым из них углы равные π3 . Зная, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

~ ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|~a| = 4, |b| = 7 и |~c| = 4, вычислить (3~a − 2b, b + 2~c).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 77. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(~ı,~|, k)

и два геометрических вектора ~a = (3, 4, 2) и b = (5, 4, −2). Вы-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

числить (~a, b).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 78. В линейном пространстве V3 фиксирована декартова си-

 

 

 

 

 

стема~

координат

~

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(O,~ı,~|, k). Вычислить какую работу производит сила

 

 

 

 

 

f = (−5, −3, 0),

когда её точка приложения, двигаясь прямолинейно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перемещается из положения A(−3, 6, −3) в положение B(−6, 9, 2).

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 79. Фиксирована плоскость π и декартов базис (~ı,~|) в про-

 

 

 

 

 

 

 

странстве V2(π). Дан геометрический вектор ~a = (5, −9). Укажите ко-

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

ординаты какого-нибудь ненулевого геометрического вектора перпенди-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кулярного вектору ~a.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 80. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(~ı,~|, k). Определить при каком значении α геометрические векторы a =

 

 

 

 

 

 

~

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3~ı − 4~| + αk и b = (2, −3, −5) перпендикулярны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 81. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(~ı,~|, k) и геометрический вектор ~a = (2, 3, 4). Найти длину (модуль)

 

 

 

 

 

 

 

геометрического вектора ~a.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 82. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

T

 

 

Определить неиз-

 

 

 

 

 

 

(~ı,~|, k) и задан геометрический вектор ~a = (2, y, 2).

 

 

 

 

 

 

 

вестную координату вектора ~a при условии, что квадрат длины вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~a равен 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 83. В

линейном пространстве V3 фиксирован декартов

ба-

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

~

 

= (2, 5, −6) и

~

 

 

 

 

 

 

зис (~ı,~|, k) и заданы два геометрических вектора ~a

b =

− Найдите квадрат длины геометрического вектора ~

(5, 3, 2). ~c = ~a 2b.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 84. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

~

и заданы два коллинеарных геометрических вектора

 

 

 

 

 

 

 

(~ı,~|, k)

 

 

T

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

~a = (2, 1, −1) и b = (x, y, z). Найдите координаты геометрического век-

 

 

 

 

 

 

~

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тора b,

если известно, что ~a ↑↓ b и квадрат длины геометрического

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

вектора b равен 6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 85. В линейном пространстве V3 фиксирована декартова си-

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

стема координат (O,~ı,~|, k) и заданы две точки A(2, 3, 3) и B(2, 3, 4).

 

 

 

 

 

 

 

Найдите расстояние d(A; B).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 86. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

T

 

 

Вычислить проекцию геометрического вектора

 

 

 

 

 

 

~(~ı,~|, k).

 

 

 

 

 

 

 

b = (−1, 2, 1) на ось, определяемую геометрическим вектором ~a =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4, −1, 5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 87. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

~

~

 

 

 

 

 

 

(~ı,~|, k)

и три геометрических вектора ~a = (0, −1, 1), b = (3, 0, 2) и ~c =

Вычислите пр ~

(3, 0, 2). ~c (~a 2b).

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 88. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

T

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(~ı,~|, k). Вычислить косинус угла между геометрическими векторами ~a =

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0, −3, 1) и b = (4, −1, 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 89. В линейном пространстве V3 фиксирована декартова си-

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

T

 

 

 

стема~

 

 

 

 

 

координат (O,~ı,~|, k). Найти проекцию геометрического вектора

 

 

 

 

 

 

S = (1, −1, 4) на ось, составляющую с координатными осями равные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

острые углы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 90. В линейном пространстве V3 фиксирована декартова си-

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

стема координат (O,~ı,~|, k). Найти проекцию геометрического вектора

 

 

T

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S = (−3 2, −1, 4) на ось, составляющую с координатными осями Ox

 

 

 

 

 

 

и Oz углы α = 450 γ = 600 , а с осью Oy –

 

 

 

 

 

 

острый угол β.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 91. В линейном пространстве V3 фиксирована декартова систе-

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ма координат (O,~ı,~|, k). Определить координаты точки M(x, y, z), если

 

 

 

 

 

её радиус-вектор составляет с координатными осями острые одинаковые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

углы и его модуль (длина) равен 6

 

.

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

Пример 92. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(~ı,~|, k). Найти орт геометрического вектора ~a = (2, 1, 4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 93. В линейном пространстве V3 фиксирована декартова си-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стема координат (O,~ı,~|, k). Геометрический вектор ~x перпендикулярный

 

 

T

 

 

 

геометрическим векторам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~a

 

 

,

,

 

и

~

 

, , 1) образует с осью Oy тупой угол. Найти его

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (3

 

−1 2)

 

 

= (1

1

2

= 26.

 

 

 

 

 

 

 

 

координаты, зная, что |x|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 94. В линейном пространстве V3 фиксирован декартов базис

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

(~ı,~|, k). Найти координаты геометрического вектора ~x, зная, что он пер-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пендикулярен к геометрическим векторам ~a = (3, 3, −3) и b = (−4, 4, −3)

 

 

 

 

 

 

и удовлетворяет условию

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

(x,~ı + ~| + k) = 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 95. В

линейном пространстве V3

фиксирован

декартов ба-

 

 

 

 

зис

 

 

~

и три геометрических вектора ~a

 

~

 

 

T

 

 

 

 

= (1, 0, 0),

 

 

 

 

(~ı,~|, k)

b = (0, 1, 0) и

 

 

 

 

~c = (−8, 4, −4).

Найти координаты геометрического вектора ~x, удовле-

 

 

 

 

 

 

 

 

творяющего условиям ~ − −

(~x,~a) = 0, (~x, b) = 1, (~x,~c) = 4.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

2.7. Векторное произведение геометрических векторов

В пространстве V3 различают правые и левые

базисы. Пусть

~

упорядоченная тройка

(~a, b,~c )

некомпланарных векторов. Откладывая векто-

ры

~

от произвольной точки O,

получим

~a, b,~c

упорядоченную тройку направленных отрез-

−→ −−→ −→

ков (OA, OB, OC).

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Определение

41. Упорядоченная

 

тройка

векторов

~

 

 

 

 

 

(~a, b,~c ) называется правой, если на-

блюдателю, расположенному в точке C, пово-

рот OA к OB на меньший угол кажется со-

−→

−−→

 

 

 

 

 

вершающимся против часовой стрелки. В про-

тивном случае упорядоченная тройка

~

(~a, b,~c )

называется левой тройкой.

 

 

 

 

 

 

O

~

 

 

 

C

 

b

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~a

A

 

~c

 

~c

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

b

B

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~a

A

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

~

 

Рис. 26 Правая (~a, b,~c)

Рис. 27 Левая (~a, b,~c)

 

 

First Prev Next Last

Go Back

Full Screen Close Quit

Определение 42.

~

в V3 называ-

Базис (~a, b,~c )

 

~

правая трой-

ется правым, если (~a, b,~c ) из V3

ка.

 

 

Определение 43.

~

в V3 называ-

Базис (~a, b,~c )

ется левым, если

~

 

(~a, b,~c ) из V3 левая тройка.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]