Оглавление
1. Основные определения. 2
1.1. Свойства векторов. 2
1.2. Линейная зависимость векторов. 3
2. Система координат. 3
2.1. Декартова система координат. 4
3. Линейные операции над векторами в координатах. 5
3.1 Скалярное произведение векторов. 5
3.2. Векторное произведение векторов. 7
3.3. Смешанное произведение векторов. 9
1. Основные определения
Определение. Вектором называется направленный отрезок (упорядоченная пара точек). К векторам относится также и нулевой вектор, начало и конец которого совпадают.
Определение. Длиной (модулем) вектора называется расстояние между началом и концом вектора.
Определение. Векторы называются коллинеарными, если они расположены на одной или параллельных прямых. Нулевой вектор коллинеарен любому вектору.
Определение. Векторы называются компланарными, если существует плоскость, которой они параллельны.
Коллинеарные векторы всегда компланарны, но не все компланарные векторы коллинеарны.
Определение. Векторы называются равными, если они коллинеарны, одинаково направлены и имеют одинаковые модули.
Всякие векторы можно привести к общему началу, т.е. построить векторы, соответственно равные данным и имеющие общее начало. Из определения равенства векторов следует, что любой вектор имеет бесконечно много векторов, равных ему.
Определение. Линейными операциями над векторами называется сложение и умножение на число.
Суммой векторов является вектор - 
Произведение - 
, при этом 
коллинеарен 
.
Вектор сонаправлен с вектором ( ), если a > 0.
Вектор противоположно направлен с вектором ( ¯ ), если a < 0.
Свойства векторов
1) + = + - коммутативность.
|
|
2) + ( + 
) = ( + )+
3) + 
=
4) +(-1) =
5) (a×b) = a(b ) – ассоциативность
6) (a+b) = a + b - дистрибутивность
7) a( + ) = a + a
8) 1× =
Определение.
1) Базисом в пространстве называются любые 3 некомпланарных вектора, взятые в определенном порядке.
2) Базисом на плоскости называются любые 2 неколлинеарные векторы, взятые в определенном порядке.
3) Базисом на прямой называется любой ненулевой вектор.
Определение. Если 
- базис в пространстве и 
, то числа a, b и g - называются компонентами или координатами вектора в этом базисе.
В связи с этим можно записать следующие свойства:
- равные векторы имеют одинаковые координаты,
- при умножении вектора на число его компоненты тоже умножаются на это число,
= 
.
- при сложении векторов складываются их соответствующие компоненты.
; 
;
+ = 
.
Линейная зависимость векторов
Определение. Векторы 
называются линейно зависимыми, если существует такая линейная комбинация 
, при не равных нулю одновременно ai, т.е. 
.
Если же только при ai = 0 выполняется , то векторы называются линейно независимыми.
Свойство 1. Если среди векторов 
есть нулевой вектор, то эти векторы линейно зависимы.
Свойство 2. Если к системе линейно зависимых векторов добавить один или несколько векторов, то полученная система тоже будет линейно зависима.
Свойство 3. Система векторов линейно зависима тогда и только тогда, когда один из векторов раскладывается в линейную комбинацию остальных векторов.
Свойство 4. Любые 2 коллинеарных вектора линейно зависимы и, наоборот, любые 2 линейно зависимые векторы коллинеарны.
|
|
Свойство 5. Любые 3 компланарных вектора линейно зависимы и, наоборот, любые 3 линейно зависимые векторы компланарны.
Свойство 6. Любые 4 вектора линейно зависимы.
Система координат
Для определения положения произвольной точки могут использоваться различные системы координат. Положение произвольной точки в какой- либо системе координат должно однозначно определяться. Понятие системы координат представляет собой совокупность точки начала отсчета (начала координат) и некоторого базиса. Как на плоскости, так и в пространстве возможно задание самых разнообразных систем координат. Выбор системы координат зависит от характера поставленной геометрической, физической или технической задачи. Рассмотрим некоторые наиболее часто применяемые на практике системы координат.