Понятие геометр вектора .




Вектор – направленный прямолинейный отрезок,т.е имеет опред длину и направление. Величины,которые определяются числовыми значениями – скалярные.

Длина- или модуль АВ это длина отрезка и обозначается как |AB|. Вектор длина которого равна 1 – единичный вектор. Обознач как е.

 

Равенство -а и b равны,если они коллинеарны,сонаправлены и имеют одинаковые длины.(равные по другому свободные векторы)

Нуль-вектор - нулевой вектор,ветор длина которого равна 0. Обознач как ноль и палочка сверху

Коллинеарные - если лежат на одной прямой или параллельных прямых,т.е а||b

Компланарные - три вектора в пространстве если они лежат в одной плоскости или параллельных плоскостях. Если хотя бы один из них нулевой или два коллинеарны,то такие векторы компланарны.

Орта вектора - единичный вектор,направление которого совпадает с направлением вектора а, обозначается как а и палочка с нулем сверху.

20. Линейные операции над геометрич.векторами.

К ним относят: сложение, вычитание, умножение на число.

Сложение. а+b=ОВ строим треугольник,начало одного вектора совмещая с концом другого(Правило треугольника.). а+b=с строим параллелограмм,совмещая концы векторов. Полученная большая диагональ-сумма этих векторов

Разность. См.правило треугольника,только в этом случае совмещаем концы векторов

Произведение на число(скаляр). Это вектор лямда на, а, равный длине |лямда| на |а|. это произведение коллинеарно вектору, а, имеет направление вектора а если лямда больше нуля и минус а если лямда меньше нуля. Отсюда следуют свойства: каждый вектор равен произведению его модуля на орт и если b=лямда на а,то b||a,наоборот,если b||a,то при некотором лямда верно b=лямда на a. Коллинеарные векторы отдельно см в предыдущему впоросе.

21. Разложение произвольного вектора по ортам коорд осей на плоскости и в пространстве. Для произвольной точки в пространстве, радиус-вектор — это вектор, идущий из начала координат в эту точку

Выделем на корд.осях единичные векторы: I,j,k. Выберем произв.вектор а пространства и совместим его начало с началом коорд: а=ОМ. Найдем проекции вектора а на коорд оси.

Проведем через конец вектора ОМ плоскочти,параллельные координатным плоскостям.

Точки пересеч этих плоскостей с осями обозначим через М1,М2,М3. Получим прямоуг парал-пед,одной из диагоналей которого является вектор ОМ. По опред суммы векторв находим: а=ОМ1+M1N+NM. А так как M1N=OM2, NM=OM3,то а=ОМ1+ОМ2+ОМ3. ОМ1=|ОМ1|i и тд. Обозначим проекции вектора на оси|ОМ1|=аy итд. В итоге получается: a=ax на i+ay на j+ az на k.

22. Действия с геометрическими векторами в коорд форме.

Линейные операции. При сложении (вычитании) векторов их одноименные координаты

складываются (вычитаются). а+b=(ах+bx; ay+by; az+bz). При умножении вектора на скаляр

координаты вектора умножаются на этот скаляр. ᵡ а= (ᵡаx; ᵡay;ᵡaz)

Равенство векторов: а и b равны тогда и только тогда,когда выполняется равенство:

ax=bx; ay=by; az=bz.

Координаты вектора: координаты вектора равны разностям соответсвующих координат

его конца и начала.

 

23. Признак коолинеарности векторов.

Коллинеарность векторов: Проекции коллинеарных векторов пропорциональны,и

наоборот, векторы, имеющие пропорциональные координаты коллинеарны. Док-во:

ax на i + ay на j + az на k = лямда (bx на i + by на j + bz на k) Отсюда: ax= лямда на bx итд.

Т.е ax\bx=ay\by=az\bz

 

 

24. Скалярное произведение геометрических векторов и его св-ва.

Скалярное произведение двух ненулевых векторов а и b это число,равное произведению

длин этих векторов на косинус угла между ними

Св-ва скалярного произведения:

Переместительное: ab=ba,т.к |a| |b| =|b| |a| и cos (ab)= cos (ba)

Сочетательное: (лямда на а) на b = лямда на (a на b)

Распределительное: a (b+c)=ab+ac

25.. Вычисление скалярного произведения векторов через их координаты, длина

Вектора, расстояние между двумя точками. Вычисление косинуса угла между двумя

Векторами

Скалярное произведение векторов равно сумме произведений их одноименных координат.

Дов-во: а=ах на i+ ay на j+ az на k b=bx на i+by на j+ bz на k

Найдем скалярное произведение перемножая как многочлены. По таблице скалярного

произведения векторов: i на i=1, i на j=0, I на k=0 и тд. В итоге у нас останется:

аb=axbx+ayby+azbz

Длина вектора: это длина отрезка и обозначается как |AB|. Вектор длина которого равна 1

– единичный вектор. Обознач как е. Если рассматривать АВ,где A(x1) и B(x2) точки на

корд прямой,то расстояние АВ=|х2-х1|

Расстояние между двумя точками: на плоскости: АВ= (y1-y2)²+(x1-x2)² все под корнем.

Пусть в системе корд заданы две точки А(х1,у1) и В(х2,у2). Из этих точек опусти

перпендикуляры на ось Ох,из точки В на Оу. |АВ|=АМ²+ВМ² все под корнем. В

пространстве: тоже самое плюс z.

Косинус угла между векторами: cos α=AB на AC\ |AB| на |AC| или ab\ |a| |b|.

26. Каноническое и параметрическое урав прямой в пространстве

Каноническое уравнение прямой: x-x0\ m = y-y0\ n = z-z0\p. Уравнение можно было бы получить сразу из параметрического,исключив параметр t.

Параметрическое уравнение прямой: х=x0+mt, y=y0+nt, z=z0+pt все в системе. Векторное уравнение прямой,записанное в другом виде. Учитывая,что r=(x,y,z), r0=(x0,y0,z0), tS=(tm,tn,tp).

27. Общее урав прямой в пространстве

 

 

28. Классификация матриц. Действия с матрицами

· Матрицы называются равными при совпадении у них соответствующих элементов и обозначаются А=В.

· Матрица, у которой число строк равно числу столбцов называется квадратной. Квадратную матрицу размера n n называют матрицей n–го порядка.

· Квадратная матрица, у которой все элементы, кроме элементов главной диагонали, равны нулю, называется диагональной.

· Диагональная матрица, у которой каждый элемент главной диагонали равен единице, называется единичной. Обозначается буквой Е

· Квадратная матрица называется треугольной, если все элементы, расположенные по одну сторону от главной диагонали равны нулю.

· Матрица, все элементы которой равны нулю, называется нулевой. Обозначается буквой О.

· Матрица, содержащая один столбец или одну строку, называется вектором (или вектор – столбец, или вектор - строка).

· Матрица Ат называется транспонированной к А, если в матрице А строки заменены на столбцы соответствующих номеров.

· Матрица А -1 называется обратной матрице А, если выполняется условие

· Матрицы называются одноименными, если они имеют одинаковый размер.

Действия с матрицами

Суммой двух матриц одинаковых размеров(а и в) называется матрица того же размера, элементы которой =сумме соответственного элемента матрицы а и в. Аналогично и с разностью.

 

Произведение А*В не равно В*А

 

Операции сложения матриц и умножения матриц на число обладают следующими свойствами: А+В=В+А,

А+(В+С)=(А+В)+С,

А-А=0, 1А=А,

с(А+В)=сА+сВ,

(с+х)А=сА+хА,

с(хА)=(сх)А

 

Операция умножения двух матриц вводится только для случая, когда число столбцов первой матрицы равно числу строк второй матрицы.

 

Транспонирование матрицы - замена каждой ее строки столбцом с тем же номером. Для транспонирования верны св-ва: (А+В) в степени Т=А в степени Т+В в степени Т; (АВ) в степени Т=В в степени Т на А в степени Т.

Экономический пример

предприятие выпускает три вида продукции С1, С2, С3 и на производство данной продукции использует два вида сырья К1, К2:

где каждый элемент аij показывает, сколько сырья j-того типа может быть израсходовано на производство продукции i-того типа. Стоимость каждого типа сырья задана матрицей-столбцом

а план выпуска продукции задан матрицей-строкой В = (90 130 50).

 

Таким образом, мы получим: затраты на сырьё

 

К1 = 4 × 90 + 2 × 130 + 1 × 50 = 670 (единиц),

 

а стоимость второго сырья

 

К2 = 3 × 90 + 6 × 130 + 5 × 50 = 1300 (единиц).

 

Следовательно, общая стоимость сырья

 

Р = 670 × 60 + 1300 × 40 = 92200 может быть записана в виде матрицы: Р = К × С = (ВА)С = 92200.

29. Определителем матрицы состоящей из одного числа является само это число. Определителем матрицы А= второго порядка называется число, равное разности произведений элементов главной и побочной диагоналей. Определитель матрицы третьего порядка вычисляется следующим образом:а11а22а33+а12а23а31+а21а32а13-а31-22а13-а21а12а33-а32а23а11.

 

 

Правило саррюса

Справа от определителя дописывают первых два столбца и произведения элементов на главной диагонали и на диагоналях, ей параллельных, берут со знаком "плюс"; а произведения элементов побочной диагонали и диагоналей, ей параллельных, со знаком "минус"

Правило звездочки

Произведение элементов в первом определителе, которые соединены прямыми, берется со знаком "плюс"; аналогично, для второго определителя - соответствующие произведения берутся со знаком "минус"

30. минор и алгебраическое дополнение элемента определителя.

Минором некоторого элемента определителя n-ного порядка называется определитель n – первого порядка.который получается из исходного путем вычеркивания строки и столбца, на пересечении которых находится выбранный элемент. Обозначается mij.

 

Алгебраическим дополнением элемента аij определителя называется его минор,взятый со знаком плюс если i+j-четное число,и со знаком минус если нечетное. Aij=(-1)в степени i+j умножить на mij.

31. Свойства определителя

· Определитель не изменится, если его строки заменить столбцами и наоборот

· При перестановке двух параллельных рядов определитель меняет знак.

· Определитель, имеющий два одинаковых ряда, равен нулю.

· Общий множитель элементов какого-нибудь ряда определителя можно вынести за знак определителя.

· Если элементы какого-либо ряда определителя представляют собой суммы двух слагаемых, то определитель может быть разложен на сумму двух соответствующих определителей.

· Определитель не изменится, если к элементам одного ряда прибавить соответствующие элементы параллельного ряда, умноженные на любое число.

· Определитель равен сумме произведений элементов некоторого ряда на соответствующие им алгебраические дополнения.

теорема об определителе произведения квадратных матриц-. Определитель матрицы-произведения равен произведению определителей сомножетелей

 

32. Обратная матрица. Теорема о существовании и единственности обратной матрицы.

Матрица называется обратной матрице А,если выполняется условие: А×Ав минус первой степени=Е.(единичная матрица того же порядка)

Теорема о существовании и единственности обратной матрицы.

Предположим, что для матрицы A существует обратная матрица А-1. Тогда

Учитывая, что определитель произведения матриц равен произведению определителей, получаем

и, следовательно,



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-03-02 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: