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

2 Векторная алгебра

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
10.05.2015
Размер:
424.63 Кб
Скачать

Скалярное произведение

5. cos

 

 

a b

 

 

 

 

 

a

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. a2 a

 

2

 

 

 

 

 

 

(a2 a a)

 

 

 

 

Скалярный квадрат вектора равен квадрату его модуля.

7. Необходимое и достаточное условие

Определение

 

 

 

 

перпендикулярности векторов.

перпендикулярных

 

 

 

 

Два ненулевых вектора перпендикулярны

векторов:

 

тогда и только тогда, когда

 

 

их скалярное произведение равно нулю:

 

 

 

 

90°

 

a b a b 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скалярное произведение

Скалярное произведение векторов,

заданных в координатной форме.

 

Пусть

a x1, y1, z1 и b x2 , y2 , z2

 

 

 

Тогда

 

 

 

a b x1x2 y1 y2 z1z2

 

 

 

 

 

Скалярное произведение векторов равно

сумме произведений соответствующих координат.

Условие перпендикулярности векторов

вкоординатной форме :

a b x1x2 y1 y2 z1z2 0

Векторное произведение

Ориентированные тройки векторов.

c

Рассмотрим три упорядоченных

 

b

некомпланарных вектора a,b, c

Определение 1.

 

Упорядоченная тройка векторов a,b, c

a

имеет правую ориентацию, когда

 

смотришь с конца третьего вектора и

 

кратчайший поворот от первого вектора

 

ко второму происходит против часовой

 

стрелки.

Векторное произведение

Поменяем порядок векторов a и b : b, a, c

c

 

Изменится ориентация тройки.

 

b

 

Определение 2.

 

 

 

 

Упорядоченная тройка векторов

 

 

 

имеет левую ориентацию, когда

 

a

 

смотришь с конца третьего вектора и

 

 

кратчайший поворот от первого вектора

 

 

ко второму происходит по часовой стрелке.

Пример.

i ,

j, k

z

 

 

Тройка векторов

 

 

 

имеет правую ориентацию.

 

 

 

Система координат х, у, z

k

 

 

i 0

 

 

имеет правую ориентацию.

j

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

Векторное произведение

Определение 3.

Векторным произведением двух векторов a и b

называется третий вектор a b ,

a b

удовлетворяющий трем условиям :

 

1.

 

a b

 

a

 

b

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

2.

 

a b a и a b b

 

 

3.

Тройка векторов a, b, a b

a

 

имеет правую ориентацию.

 

• Обозначения : a b [a,b]

Векторное произведение

Физический смысл.

M A (F )

 

Пусть к твердому телу,

 

закрепленному в точке А,

 

 

А

 

приложена в точке В сила F

 

 

 

 

Момент силы F , приложенной

В

F

в точке В, относительно точки А

 

равен векторному произведению

 

 

 

 

вектора AB и силы F :

M A (F) AB F

Векторное произведение

Свойства векторного произведения.

1.a b b a

2.( a) b (a b)

3.a (b c) a b a c

4.Геометрический смысл .

Модуль векторного произведения двух векторов

численно равен площади параллелограмма,

 

построенного на этих векторах:

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b

 

S

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторное произведение

5.Необходимое и достаточное условие коллинеарности двух векторов.

Два ненулевых вектора коллинеарны тогда и только тогда, когда их векторное

произведение равно нулевому вектору:

a

 

 

 

 

 

 

b

 

a

 

b a b 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. a a 0

 

 

Векторное произведение

Векторное произведение векторов,

заданных в координатной форме.

 

 

 

 

Пусть a x , y , z

 

и b x , y

, z

Тогда

1

 

1

1

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b

 

 

i

j

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

y1

z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

y2

 

z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1z1

 

i

 

x1z1

 

 

j

 

x1 y1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

y2 z2

 

 

 

 

 

x2 z2

 

 

 

 

x2 y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смешанное произведение

Определение.

Смешанным произведением трех векторов

называется векторное произведение первых двух векторов, умноженное скалярно на третий вектор:

abc (a b) c

Обозначения: abc (a,b, c)

Замечание.

Результат смешанного произведения трех векторов является скалярной величиной.