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

PraktykumLA+AG

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
4.04 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 1. ЛІНІЙНА АЛГЕБРА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Досліджують систему на сумісність

Якщо хоча б один з вільних членів

 

 

 

 

 

(теорема Кронекера — Капеллі).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i,i r 1,m, відмінний від нуля, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

система несумісна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо

 

 

ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

0,i r 1,m,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

система сумісна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

разі

сумісності,

перетворюють

 

 

...

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

східчасту

матрицю

до

зведеного

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

0 ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

...

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

східчастого вигляду.

 

 

... ... ... ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ...

 

 

0

 

 

0

 

 

 

...

 

0

 

 

 

 

1

 

 

...

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знаходять розв’язки одержаної системи. Можливі 2 випадки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) кількість змінних дорівнює рангові

 

 

 

 

x1

 

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матриці системи (n r);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

2,

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

..........

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

r

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) кількість змінних n більше

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C ...

C

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1,r 1 1

 

 

 

 

 

 

1,n n r

 

 

 

 

кількості рівнянь r

(n r).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

...

 

C

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

2

2

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

Змінні, які відповідають лідерам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,r 1 1

 

 

 

 

 

 

 

2,n n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рядків називають базисними

, а решту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

...

 

C

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

r

r

 

r

 

 

 

 

 

r

 

 

змінних — вільними.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,r 1 1

 

 

 

 

 

 

r,n n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

, j 1,n r.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Надають вільним змінним довільних

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r j

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

n r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значень C

,...,C

 

і виражають через

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1,r j

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

них базисні змінні.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1,y2,...,yr

— базисні змінні;

 

 

 

 

r

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,r j

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

,y

 

,...,y — вільні змінні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r 1

r 2

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Кожне рівняння містить лише одну базисну змінну.

22 Розділ 1. ЛІНІЙНА АЛГЕБРА

1.17. Однорідні і неоднорідні СЛАР

Однорідні й неоднорідні СЛАР.

Однорідна СЛАР завжди сумісна, бо в

СЛАР називають однорідною, якщо

неї існує тривіальний розв’язок

вільні члени всіх рівнянь нульові, і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0. Будь-яка лінійна комбінація

неоднорідною, якщо хоч один з них

розв’язків однорідної СЛАР є

 

 

відмінний від нуля.

розв’язком цієї системи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дослідження однорідної СЛАР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rang A r

 

 

 

 

Якщо ранг матриці Am n однорідної

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЛАР дорівнює r, то система має

 

 

 

СЛАР Ax

 

0

 

 

 

n r лінійно незалежних розв’язків

 

 

 

r n

r n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e1,e2,...,en r , які утворюють

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

безліч розв'язків

 

 

єдиний розв'язок

 

фундаментальну систему розв’язків

 

 

 

 

 

 

 

 

з (n r) сталими

 

 

 

x

0

 

(ФСР).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кожний розв’язок однорідної СЛАР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лінійно виражається через сукупність

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

розв’язків, які утворюють ФСР цієї

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

системи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Структура загального розв’язку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

однорідної СЛАР. Якщо {e1,...,en r }

 

 

 

xзаг. одн.

 

— ФСР однорідної СЛАР, то

 

 

 

 

 

 

 

загальний розв’язок системи є

 

C1e1 C2e2

... Cn ren r

лінійною комбінацією розв’язків

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e1,...,en r .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Структура загального розв’язку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неоднорідної СЛАР. Загальний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

розв’язок неоднорідної СЛАР

 

xзаг. неодн.

 

xзаг. одн. xчаст. неодн.

дорівнює сумі загального розв’язку

 

 

відповідної однорідної СЛАР* і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деякого частинного розв’язку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неоднорідної СЛАР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Однорідна СЛАР із квадратною матрицею A

 

detA 0

система має єдиний

Однорідна СЛАР має ненульовий

 

 

 

 

 

розв’язок тоді й лише тоді, коли

 

розв’язок x 0;

 

detA 0

система має безліч

detA 0.

 

 

 

розв’язків

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

Неоднорідній СЛАРAx b відповідає однорідна СЛАР Ax 0.

Розділ 1. ЛІНІЙНА АЛГЕБРА

23

1.18. Розв’язання матричних рівнянь

Метод оберненої матриці

A

X

n l

B

n l

X A 1B;

 

n n

 

 

 

(для невироджених матриць A)

Xm nAn n Bm n X BA 1

 

 

 

 

Метод Ґауса — Йордана

An nXn l

Bn l :

 

(для невироджених матриць A)

 

 

елементарні перетворення

(A | B)

 

 

 

рядків розширеної матриці

 

(En | X)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 2. ВЕКТОРНА АЛГЕБРА

2.1. Вектори

 

Геометричний вектор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометричним вектором називають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

напрямлений відрізок. Першу точку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

напрямленого відрізка називають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

початком вектора, а другу — кінцем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектора. Довжиною вектора

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

називають довжину відрізка AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і позначають як

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Колінеарність векторів. Вектори

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

називають колінеарними (позначають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

), якщо вони лежать на одній прямій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

або на паралельних прямих.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

a

(a

 

Колінеарні вектори можуть бути:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

1) однаково-напрямлені (позначають )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) протилежно напрямлені

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

b

)

 

 

 

 

 

 

 

a

a

 

(позначають ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Компланарність векторів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

Вектори називають компланарними,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

якщо вони лежать в одній або

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

паралельних площинах .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нульовий вектор. Якщо початок і

Одиничний вектор. Вектор,

 

кінець вектора збігаються, то вектор

довжина якого дорівнює одиниці,

 

називають нульовим і позначають

 

 

називають одиничним.

0.

 

Нульовий вектор вважають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

колінеарним будь-якому векторові.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Протилежні вектори. Вектори, які

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

мають однакову довжину і протилежно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

напрямлені, називають протилежними.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Колінеарність розглядають для двох і більше векторів.

Компланарність розглядають для трьох і більше векторів.

 

 

Розділ 2. ВЕКТОРНА АЛГЕБРА

 

25

2.2. Дії над векторами

 

 

 

 

 

 

Рівність векторів. Два вектори

 

a

 

 

називають рівними, якщо вони

 

 

b

 

 

 

 

 

колінеарні, однаково напрямлені і

 

 

 

 

мають ту саму довжину.

 

 

 

a b

 

 

Відкладання вектора від точки.

 

 

B

 

Від будь-якої точки можна відкласти

 

a

 

 

 

 

вектор, рівний заданому.

 

 

 

A

a AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додавання (віднімання) векторів

 

 

 

 

правило

правило

 

правило замикача

різниця векторів

трикутника

паралелограма

 

 

 

 

 

A

 

 

B

A2

 

A

 

 

 

 

a2

 

 

 

a

b

A

 

 

A1

an

a

C

 

 

a1

An

 

 

 

a

 

 

b

 

 

 

 

C

O a1 a2

 

O

 

 

... an

O

 

a b

B

b

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Множення вектора на число

 

1

 

2a

 

a — вектор:

 

 

 

2 a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) a

a ;

 

 

 

a

 

 

a a, якщо 0,

 

 

 

 

 

 

2) a a, якщо 0

 

 

 

 

 

 

Властивості лінійних дій над векторами

 

 

 

a b b a;

 

 

1 a a, ( a ) ( 1) a;

 

(a b ) c a (b c );

 

 

( a ) ( ) a;

 

0 a a;

 

 

 

(a b ) a b ;

 

a ( a ) 0

 

 

( ) a a a

 

Орт. Ортом вектора a називають

 

a 0

1 a

 

одиничний вектор a 0, який однаково

 

 

 

 

a

 

напрямлений з вектором a.

 

 

 

a a a 0

 

 

 

 

 

 

 

 

26

Розділ 2. ВЕКТОРНА АЛГЕБРА

2.3. Лінійна залежність (незалежність) векторів

Лінійна комбінація векторів. Лінійною комбінацією векторів a1,a2,...,an з

коефіцієнтами

,

,...,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

.

 

 

 

 

називають вектор b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

a

a

2

a

1

2

 

 

 

 

 

 

1 1

2

 

 

 

 

 

n n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лінійна незалежність (залежність) системи векторів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система векторів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лінійно Система векторів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лінійно

a1,a2,...,an

a1,a2,...,an

незалежна, якщо з рівності

 

 

 

 

залежна, якщо існують такі числа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1, 2,..., n, не рівні одночасно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1a1 2a2 ... nan

 

0

нулеві, що

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

випливає, що

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1a1 2a2 ... nan

0.

1 2 ... n

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометричний зміст лінійної залежності (незалежності) векторів

Один вектор лінійно залежний (незалежний) тоді й лише тоді, коли він нульовий (ненульовий).

Система із двох векторів лінійно залежна (незалежна) тоді й лише тоді, коли вектори колінеарні (неколінеарні).

Система із трьох векторів лінійно залежна (незалежна) тоді й лише тоді, коли вони компланарні (некомпланарні).

На прямій, на площині й у просторі існують лінійно незалежні системи відповідно з одного, двох та трьох векторів.

На прямій, на площині й у просторі будь-які системи відповідно із двох, трьох та чотирьох (і більше) векторів лінійно залежні.

2.4. Базис

 

Векторний геометричний

Базис і вимірність векторного

 

простір. Множину геометричних

простору. Базисом векторного

 

векторів з означеними лінійними діями

простору називають будь-яку

 

над векторами називають векторним

лінійно незалежну систему з

 

(геометричним) простором.

найбільшою можливою кількістю

 

 

 

 

 

 

 

 

векторів. Кількість векторів базису

 

 

 

 

 

 

 

 

простору називають його вимірністю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базис на прямій утворює будь-який

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OM

 

 

ненульовий вектор

 

. Будь-який

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

e

 

 

 

 

e

 

 

 

вектор a

прямої єдиним чином

O

 

 

E

 

 

 

 

M

1

лінійно виражається через вектор

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

ae

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вектор b лінійно виражається через вектори a1,a2,...,an.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 2. ВЕКТОРНА АЛГЕБРА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базис на площині утворює будь-яка

 

 

 

 

 

 

 

 

E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

впорядкована пара неколінеарних

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторів

 

 

та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e1

e2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Будь-який вектор площини єдиним

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чином лінійно виражається через

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

e1 E M

 

 

 

 

 

 

вектори базису {

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

e1,e2}.

 

 

 

 

 

 

a1

e1 a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

e2

 

 

 

 

 

Базис у просторі утворює будь-яка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

впорядкована трійка некомпланарних

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторів

 

,

 

 

та

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

e

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

Будь-який вектор простору єдиним

 

 

 

 

 

 

e3

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

e1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чином лінійно виражається через

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

M2 E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектори базису {e1,e2,e3}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

e1 a2

e2 a3

e3

 

 

2.5. Координати вектора

Розкладення вектора за базисом.

Вибраний базис встановлює

 

 

 

 

Співвідношення

взаємно однозначну відповідність між

 

 

x1

e1 x2

e2 x3

 

 

 

 

 

 

векторами і їхніми координатними

 

 

x

e3

 

 

називають розкладом вектора

 

 

 

 

стовпцями:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

за базисом {e1,e2,e3}. Числа x1, x2, x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

називають координатами вектора x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x{e

,e

,e

}

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у базисі {e ,e ,e }.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

{

e

,

e

,

e

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де x{

 

,

 

 

 

,

 

 

}

координатний стовпець

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

e

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектора

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рівність векторів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рівним векторам відповідають рівні

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

координати.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

{

 

,

 

,

 

 

}

 

 

 

 

 

 

3

{

 

,

 

,

 

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

e

e

 

 

 

 

 

e

e

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додавання (віднімання) векторів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаванню (відніманню) векторів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

відповідає додавання (віднімання) їх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

{

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e1,e2,e3 }

 

 

 

 

 

28

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 2. ВЕКТОРНА АЛГЕБРА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Множення вектора на число.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Множенню вектора на число

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

відповідає множення всіх його

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координат на це число.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

{

 

,

 

,

 

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

e

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Умова колінеарності векторів.

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вектори x 0 та y

колінеарні тоді й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

y y2

 

 

 

лише тоді, коли існує таке число , що

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

y x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координати колінеарних векторів у

 

 

 

x1

 

 

x2

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фіксованому базисі пропорційні.

 

 

 

 

 

 

y1

 

 

 

y2

 

 

y3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система векторів a1,a2,...,an лінійно незалежна тоді й лише тоді, коли система їхніх координатних стовпців a1,a2,...,an у вибраному базисі лінійно незалежна.

2.6. Декартова система координат

Радіус-вектор. Радіусом-вектором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rM

M

точки M (щодо точки O) називають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектор

rM OM .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кут між векторами. Кутом між

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторами

 

 

OA та b OB

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вважають величину кута AOB і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

позначають (

 

 

 

 

O

 

 

 

 

b

 

 

 

,b ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система координат на прямій.

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

x

Сукупність {O;

 

} точки O (початку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координат) і базису з одиничного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектора

 

називають декартовою

M2

O

 

 

 

 

 

 

M1

 

i

i

системою координат на прямій.

x2 0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x1 0 x

Пряму, на якій запроваджено систему

координат, називають координатною віссю Ox.

Розділ 2. ВЕКТОРНА АЛГЕБРА

 

 

 

 

 

 

29

ПДСК на площині. Сукупність

y

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

My

 

 

M(x;y)

 

{O; i , j } точки O (початку координат)

 

 

 

 

 

yj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і базису з одиничних

j

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rM xi yj

 

перпендикулярних векторів i та j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

називають прямокутною декартовою

O

 

i

 

x

 

 

xi

 

i

 

 

системою координат (ПДСК) на

 

вісь абсцис

O

 

Mx

 

x

 

площині.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осі координат:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) вісь абсцис Ox i ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) вісь ординат Oy j .

 

 

 

 

 

x абсциса;

 

 

 

r

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

Площину, на якій запроваджено

 

 

 

y ордината.

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

систему координат, називають

 

 

 

 

{i ,j }

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координатною площиною Oxy.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координати точки M(x;y) — це

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координати її радіуса-вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДСК у просторі. Сукупність

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

{O;i , j ,k } точки O (початку

 

 

Mz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

координат) і базису з одиничних

 

 

 

 

zk

 

 

 

 

 

 

попарно перпендикулярних векторів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i , j та k називають прямокутною

 

 

 

 

k

rM xi

yj

zk

 

декартовою системою координат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

yj

 

 

 

 

 

(ПДСК) у просторі.

 

 

 

 

O

My

 

y

 

 

Осі координат:

Mx

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

1) вісь абсцис Ox i ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) вісь ординат Oy j ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) вісь аплікат Oz k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координатні площини: Oxy,Oyz,Oxz.

 

 

 

 

x — абсциса;

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

Координати точки M(x;y;z) — це

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

y — ордината;

 

 

y

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координати її радіуса-вектора

 

 

 

 

z — апліката

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

{i ,j ,k }

 

 

 

 

 

 

 

Координати вектора з початком

 

 

 

 

A

 

 

 

 

xA

 

 

 

 

 

 

 

 

xB

 

 

 

rA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A(xA;yA;zA) і кінцем B(xB ;yB ;zB )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yA

 

 

 

 

 

 

AB yB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

rB

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

B

 

 

z

B

A

 

AB rB rA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

Розділ 2. ВЕКТОРНА АЛГЕБРА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координати точки поділу відрізка

A

z

M

B

x

 

x

A

x

B

;

AB з кінцями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

A(xA;yA;zA),B(xB ;yB ;zB ).

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

O

x

 

 

 

y y

B

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

A

 

;

Кажуть, що точка M поділяє відрізок

 

 

 

 

 

 

 

1

 

AB у відношенні 1, якщо

 

 

 

 

z

zA

zB

,

виконано співвідношення

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AM MB.

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координати середини відрізка AB

 

x xA xB , y yA yB ,

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z zA zB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7. Проекція вектора на вісь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторна проекція. Пряму L, на

 

s

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

якій вибрано додатний напрям

 

 

 

L

 

a

 

 

 

 

 

L

(орієнтацію), називають віссю.

Додатний напрям

A

 

 

 

 

 

B

Векторною проекцією вектора

 

 

 

 

 

 

 

осі позначають

 

 

 

 

 

aL s

 

 

a AB на вісь L s

називають

стрілкою.

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектор aL

A B .

 

Вектор s напрямний вектор осі.

 

 

Скалярна проекція. Проекцією

таке, що

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектора a AB на вісь L з

 

 

A B s 0,s 0

 

s .

 

 

напрямним вектором s

називають

 

 

 

 

число

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

prL a prs a,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обчислення проекції вектора на

prL a a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вісь. Проекція вектора a на вісь L(s )

cos(a,L) a

 

cos(a,s )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дорівнює добутку довжини вектора a на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

косинус кута між вектором a та віссю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Властивості проекції вектора на напрям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b pr a pr b ;

prs

a 0,

якщо s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

L

 

 

 

 

 

 

 

A B

 

 

 

 

prL(a b ) prL a prL b ;

prs

a 0, якщо s

a

 

 

 

 

 

 

 

pr ( a) pr a

 

prs

a 0,

якщо s

 

 

 

 

 

 

 

 

L

L

 

A B

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]