Векторы для чайников. Действия с векторами.
Координаты вектора. Простейшие задачи с векторами
Наконец-то у меня добрались руки до обширной и долгожданной темы под названием Аналитическая геометрия. Он же ангем, если сокращённо и в мужском роде, в смысле предмет, который изучают в вузе, чаще всего. ...Какие ассоциации?
…Наверняка вам сейчас вспомнилась школьная геометрия с многочисленными теоремами, их доказательствами, чертежами и т. д. Что скрывать, нелюбимый и часто малопонятный предмет для многих учеников. Аналитическая геометрия, как ни странно, может показаться более интересной и доступной. Ибо многие вопросы решаются аналитически – с помощью обычных алгебраических действий. Зачастую нужно просто применить нужные формулы и ответ готов! Нет, конечно, совсем без чертежей тут не обойдется, к тому же для лучшего понимания материала я постараюсь приводить их сверх необходимости.
Настоящий курс носит практический характер и предназначен для широкой аудитории: от начинающих до специалистов. Предполагается, что читатель знаком с базовыми геометрическими понятиями и фигурами и помнит некоторые теоремы, хотя бы теорему Пифагора. Чайникам рекомендую изучать всё по порядку, и оглавление – если вам нужно посмотреть что-то конкретное:
- Понятие вектора. Свободный вектор
- Действия с векторами
- Координаты вектора на плоскости и в пространстве
- Простейшие задачи аналитической геометрии
Далее по курсу:
- Скалярное произведение векторов – важнейшая статья!
- Линейная (не) зависимость векторов. Базис векторов
- Векторное и смешанное произведение векторов
Это, так скажем, вектор-минимум студента =)
После чего можно смело приступать к изучению других разделов аналитической геометрии. Я не буду «лепить» километровое меню, а приведу лишь ссылки на базовые уроки по каждой теме:
Более того, по материалам сайта создана книга!
...Да, это свершилось! – освойте азы теории и научитесь решать в кратчайшие сроки! Копия на зеркале. Спасибо за поддержку проекта
Если вам необходима более подробная информация, рекомендую следующую вполне доступную литературу:
1) Вещь, с которой, без шуток, знакомо несколько поколений: Школьный учебник по геометрии, авторы – Л. С. Атанасян и др . Сия вешалка школьной раздевалки уже выдержала 20 (!) переизданий, что, конечно, не является пределом.
2) Геометрия в 2 томах. Авторы Л. С. Атанасян, Базылев В. Т. Это литература для высшей школы, вам потребуется первый том.
3) Возможно, что-то ещё посоветуют посетители сайта (гляньте в комментариях).
Из инструментальных средств предлагаю собственную разработку – программный комплекс по аналитической геометрии, который значительно упростит жизнь и сэкономит массу времени.
Итак, начинаем.
Понятие вектора. Свободный вектор
Сначала повторим школьное определение вектора. Вектором называется направленный отрезок, для которого указано его начало и конец:

В данном случае началом отрезка является точка
, концом отрезка – точка
. Сам вектор обозначен через
. Направление имеет существенное значение, если переставить стрелку в другой конец отрезка, то получится вектор
, и это уже совершенно другой вектор. Понятие вектора удобно отождествлять с движением физического тела: согласитесь, зайти в двери института или выйти из дверей института – это совершенно разные вещи.
Отдельные точки плоскости, пространства удобно считать так называемым нулевым вектором
. У такого вектора конец и начало совпадают, а направление не определено.
! Примечание: здесь и далее можете считать, что векторы лежат в одной плоскости или можете считать, что они расположены в пространстве – суть излагаемого материала справедлива и для плоскости и для пространства.
Обозначения: помимо палочки вверху
, все, конечно, помнят и стрелочку
, однако давайте примем первый вариант. Он лаконичнее и практичнее, слишком мохнатыми и разнокалиберными получаются, порой, стрелки :) В учебной литературе также используют голый жирный шрифт
, но так обозначают алгебраические векторы, как правило.
Это что касаемо стилистики, теперь о способах записи векторов:
1) Векторы можно записать двумя большими латинскими буквами:
и так далее. При этом первая буква обязательно обозначает точку-начало вектора, а вторая буква – точку-конец вектора.
2) Векторы также записывают маленькими латинскими буквами:
В частности, наш вектор
можно для краткости переобозначить маленькой латинской буквой
.
Длиной или модулем ненулевого вектора
называется длина отрезка
. Длина нулевого вектора
равна нулю. Логично.
Длина вектора обозначается знаком модуля:
, ![]()
Как находить длину вектора мы узнаем (или повторим, для кого как) чуть позже.
То были элементарные сведения о векторе, знакомые всем школьникам. В аналитической же геометрии рассматривается так называемый свободный вектор.
Если совсем просто – вектор можно отложить от любой точки:

Такие векторы мы привыкли называть равными (определение равных векторов будет дано ниже), но чисто с математической точки зрения это ОДИН И ТОТ ЖЕ ВЕКТОР или свободный вектор. Почему свободный? Потому что в ходе решения задач вы можете «пристроить» тот или иной «школьный» вектор в ЛЮБУЮ, нужную вам точку плоскости или пространства. Это очень крутое свойство! Представьте направленный отрезок произвольной длины и направления – его можно «клонировать» бесконечное количество раз и в любой точке пространства, по сути, он существует ВЕЗДЕ. Есть такая студенческая присказка: Каждому лектору в ж**у по вектору. Ведь не просто остроумная рифма, всё почти корректно – направленный отрезок можно пристроить и туда. Но не спешите радоваться, чаще страдают сами студенты =)
Итак,
определение:
свободный вектор – это множество одинаковых направленных отрезков.
Школьное определение вектора, данное в начале параграфа: «Вектором называется направленный отрезок, …», подразумевает конкретный направленный отрезок, взятый из данного множества, который привязан к определённой точке плоскости или пространства.
Следует отметить, что с точки зрения физики, понятие свободного вектора в общем случае некорректно, и точка приложения (начало вектора) имеет значение. Действительно, прямой удар одинаковой силы по носу или по лбу хватит развивать мой дурацкий пример влёчет разные последствия. Впрочем, несвободные векторы встречаются и в курсе вышмата (не ходите туда :)).
Далее, если не оговаривается иное, речь пойдёт только о свободных векторах.
Продолжаем.
Коллинеарность векторов
Два вектора называются коллинеарными, если они лежат на одной прямой или на параллельных прямых. Грубо говоря, речь идёт о параллельных векторах. Но применительно к ним лучше использовать прилагательное «коллинеарные».
Представьте два коллинеарных вектора. Если стрелки данных векторов направлены в одинаковом направлении, то такие векторы называются сонаправленными. Если стрелки смотрят в разные стороны, то векторы будут противоположно направлены. Нулевой вектор коллинеарен любому другому вектору, по определению (см.выше), обычно считают, что сонаправлен.
Обозначения: коллинеарность векторов записывают привычным значком параллельности:
, при этом возможна детализация:
(векторы сонаправлены) или
(векторы направлены противоположно).
Коллинеарные векторы в общем случае имеют разные длины (разумеется), и давайте тут же ответим на лукавый вопрос:
какие векторы являются равными?
Два вектора равны, если они сонаправлены и имеют одинаковую длину.
Это «по-школьному». Но теперь-то теперь мы знаем, что это ОДИН И ТОТ ЖЕ, свободный вектор.
Занудное Примечание: заметьте, что сонаправленность подразумевает коллинеарность векторов. Определение будет неточным (избыточным), если сказать: «Два вектора равны, если они коллинеарны, сонаправлены и имеют одинаковую длину».
Действия с векторами
В школьном курсе геометрии рассматривается ряд действий и правил с векторами: сложение по правилу треугольника, сложение по правилу параллелограмма, правило разности векторов, умножения вектора на число, скалярное произведение векторов и др. Для затравки повторим два правила, которые особенно актуальны для решения задач аналитической геометрии.
Правило сложения векторов по правилу треугольника
Рассмотрим два произвольных ненулевых вектора
и
:

Требуется найти сумму данных векторов. В силу того, что все векторы считаются свободными, отложим вектор
от конца вектора
:

Суммой векторов
и
является вектор
. Для лучшего понимания правила в него целесообразно вложить физический смысл: пусть некоторое тело совершило путь по вектору
, а затем по вектору
. Тогда сумма векторов
представляет собой вектор результирующего перемещения
с началом в точке отправления и концом в точке прибытия. Аналогичное правило справедливо для суммы любого количества векторов. Как говорится, тело может пройти свой путь сильно поддатым по зигзагу, а может и на автопилоте – по результирующему вектору суммы.
Кстати, если вектор
отложить от начала вектора
, то получится эквивалентное правило параллелограмма сложения векторов.
Умножение вектора на число
Произведением ненулевого вектора
на число
является такой вектор
, длина которого равна
, причём векторы
и
сонаправлены при
и противоположно направлены при
.
Правило умножения вектора на число легче понять с помощью рисунка:

Разбираемся более детально:
1) Направление. Если множитель
отрицательный, то вектор меняет направление на противоположное.
2) Длина. Если множитель заключен в пределах
или
, то длина вектора уменьшается. Так, длина вектора
в два раза меньше длины вектора
. Если множитель
по модулю больше единицы, то длина вектора увеличивается в
раз.
3) Обратите внимание, что все красные векторы коллинеарны вектору
и выражены через него, например,
. Таким образом, если мы умножаем вектор на число, то получится коллинеарный (по отношению к исходному) вектор.
4) Векторы
сонаправлены. Векторы
и
также сонаправлены. Любой вектор первой группы противоположно направлен по отношению к любому вектору второй группы.
Совершенно понятно, что все изображенные на картинке векторы коллинеарны, и любой из них можно линейно (через множитель-константу) выразить через другой, например,
через
(решите устно). Обратное тоже справедливо: если один вектор можно линейно выразить через другой, то такие векторы обязательно коллинеарны; забегая вперёд, их называют линейно зависимыми.
Координаты вектора на плоскости и в пространстве
Первым пунктом рассмотрим векторы на плоскости. Изобразим декартову прямоугольную систему координат и от начала координат отложим единичные векторы
и
:

Векторы
и
ортогональны. Можно ещё сказать, перпендикулярны, со своей спецификой. И так можно говорить, в отличие от «параллельности».
Обозначение: ортогональность векторов записывают привычным значком перпендикулярности, например:
.
Рассматриваемые векторы называют координатными векторами или ортами. Данные векторы образуют базис на плоскости. Что такое базис, думаю, многим интуитивно понятно. Простыми словами, базис и начало координат задают всю систему – это своеобразный фундамент, на котором кипит полная и насыщенная геометрическая жизнь.
Построенный базис называют ортонормированным базисом плоскости: «орто» – потому что координатные векторы ортогональны, прилагательное «нормированный» означает единичный, т. е. длины векторов базиса равны единице.
Обозначение: базис обычно записывают в круглых скобках, внутри которых в строгой последовательности перечисляются базисные векторы, например:
. Координатные векторы нельзя переставлять местами.
Любой вектор
плоскости единственным образом выражается в виде:
, где
– числа, которые называются координатами вектора в данном базисе. Само выражение
называют разложением вектора
по базису ![]()
Ужин подан:

! ВСЕМ настоятельно рекомендую прочитать ВСЁ!
Начнем с первой буквы алфавита:
. По чертежу хорошо видно, что при разложении вектора по базису используются только что рассмотренные:
1) правило умножения вектора на число:
и
;
2) сложение векторов по правилу треугольника:
.
А теперь мысленно отложите вектор
от любой другой точки плоскости. Совершенно очевидно, что его разложение
будет «неотступно следовать за ним». Вот она, свобода вектора – вектор «всё носит при себе». Это свойство, разумеется, справедливо для любого вектора. Забавно, что сами базисные (свободные) векторы
не обязательно откладывать от начала координат, один можно нарисовать, например, слева внизу, а другой – справа вверху, и от этого ничего не изменится! Правда, делать так не нужно, поскольку преподаватель тоже проявит оригинальность и нарисует вам «зачтено» в неожиданном месте.
Векторы
,
иллюстрируют в точности правило умножения вектора на число, вектор
сонаправлен с базисным вектором
, вектор
направлен противоположно по отношению к базисному вектору
. У этих векторов одна из координат равна нулю, дотошно можно записать так:
![]()
![]()
А базисные векторы, к слову, так:
(по сути, они выражаются сами через себя).
И, наконец:
,
. Кстати, что такое вычитание векторов, и почему я не рассказал о правиле вычитания? А оно не нужно, вычитание – это частный случай сложения. Так, разложения векторов «дэ» и «е» преспокойно записываются в виде суммы:
,
. Проследите по чертежу, как чётко в этих ситуациях работает старое доброе сложение векторов по правилу треугольника.
Рассмотренное разложение вида
иногда называют разложением вектора в системе орт (т. е. в системе единичных векторов). Но это не единственный способ записи вектора, распространён следующий вариант:
Или со знаком равенства: 
Сами базисные векторы записываются так:
и ![]()
То есть в круглых скобках указываются координаты вектора. В практических задачах используются все три варианта записи.
Сомневался, говорить ли, но всё-таки скажу: координаты векторов переставлять нельзя. Строго на первом месте записываем координату, которая соответствует единичному вектору
, строго на втором месте записываем координату, которая соответствует единичному вектору
. Действительно,
и
– это ведь два разных вектора.
С координатами на плоскости разобрались. Теперь рассмотрим векторы в трехмерном пространстве, здесь практически всё так же! Только добавится ещё одна координата. Трехмерные чертежи выполнять тяжко, поэтому ограничусь одним вектором, который для простоты отложу от начала координат:

Перед вами ортонормированный базис
трехмерного пространства и прямоугольная система координат, единичные векторы
данного базиса попарно ортогональны:
и
. Ось
наклонена под углом 45 градусов для того, чтобы складывалось визуальное впечатление пространства. И конечно вспомним, как правильно изображать систему координат на клетчатой бумаге.
Любой вектор
трехмерного пространства можно единственным способом разложить по ортонормированному базису
:
, где
– координаты вектора
(числа) в данном базисе.
Пример с картинки:
. Давайте посмотрим, как здесь работают правила действий с векторами. Во-первых, умножение вектора на число:
(красная стрелка),
(зеленая стрелка) и
(малиновая стрелка). Во-вторых, перед вами пример сложения нескольких, в данном случае трёх, векторов:
. Вектор суммы
начинается в исходной точке отправления (начало вектора
) и утыкается в итоговую точку прибытия (конец вектора
).
Все векторы трехмерного пространства, естественно, тоже свободны, попробуйте мысленно отложить вектор
от любой другой точки, и вы поймёте, что его разложение
«останется при нём».
Аналогично плоскому случаю, помимо записи
широко используются версии со скобками:
либо
.
Если в разложении отсутствует один (или два) координатных вектора, то вместо них ставятся нули. Примеры:
вектор
(дотошно
) – запишем
;
вектор
(дотошно
) – запишем
;
вектор
(дотошно
) – запишем
.
Базисные векторы записываются следующим образом:

Вот, пожалуй, и все минимальные теоретические знания, необходимые для решения задач аналитической геометрии. Возможно многовато терминов и определений, поэтому чайникам рекомендую перечитать и осмыслить данную информацию ещё раз. Да и любому читателю будет полезно время от времени обращаться к базовому уроку. Для получения обстоятельной теоретической справки прошу следовать на поклон к профессору Атанасяну. Или к другому доступному профессору :)
А мы переходим к практической части:
Простейшие задачи аналитической геометрии
Задания, которые будут рассмотрены, крайне желательно научиться решать на полном автомате, а формулы запомнить наизусть... Впрочем, не надо запоминать, сами запомнятся =) Это весьма важно, поскольку на них базируются другие задачи ангема, и будет досадно тратить время на поедание пешек.
Не нужно застёгивать верхние пуговицы на рубашке, многие вещи знакомы вам со школы. Изложение материала пойдет параллельным курсом – и для плоскости, и для пространства. По той причине, что формулы…, сами увидите.
Как найти вектор по двум точкам?
Если даны две точки плоскости
и
, то вектор
имеет следующие координаты:
![]()
Если даны две точки пространства
и
, то вектор
имеет следующие координаты:
![]()
То есть из координат конца вектора нужно вычесть соответствующие координаты начала вектора.
Задание: для тех же точек запишите формулы нахождения координат вектора
. Формулы в конце урока.
Пример 1
Даны две точки плоскости
и
. Найти координаты вектора ![]()
Решение: по соответствующей формуле:
![]()
Как вариант, можно было использовать следующую запись:
![]()
Эстеты решат и так: ![]()
Лично я привык к первой версии записи.
Ответ: ![]()
По условию не требовалось строить чертежа (что характерно для задач аналитической геометрии), но в целях пояснения некоторых моментов чайникам, не поленюсь:

Обязательно нужно понимать различие между координатами точек и координатами векторов:
Координаты точек – это обычные координаты в прямоугольной системе координат. Откладывать точки на координатной плоскости, думаю, все умеют ещё с 5-6 класса. Каждая точка обладает строгим местом на плоскости, и перемещать их куда-либо нельзя.
Координаты же вектора – это его разложение по базису, в нашем примере
. Любой вектор является свободным, поэтому при желании или необходимости мы легко можем отложить его от какой-нибудь другой точки плоскости (во избежание путаницы переобозначив, например, через
). Интересно, что для векторов можно вообще не строить оси, прямоугольную систему координат, нужен лишь базис, в данном случае ортонормированный базис плоскости
.
Записи координат точек и координат векторов формально одинаковы:
, но смысл координат абсолютно разный, и вам следует хорошо понимать эту разницу. Данное отличие, разумеется, справедливо и для пространства.
Дамы и господа, набиваем руку:
Пример 2
а) Даны точки
и
. Найти векторы
и
.
б) Даны точки
и
. Найти векторы
и
.
в) Даны точки
и
. Найти векторы
и
.
г) Даны точки
. Найти векторы
.
Пожалуй, достаточно. Это примеры для самостоятельного решения, постарайтесь ими не пренебрегать, окупится ;-). Чертежи делать не нужно. Решения и ответы в конце урока.
Что важно при решении задач аналитической геометрии? Важно быть ПРЕДЕЛЬНО ВНИМАТЕЛЬНЫМ, чтобы не допустить мастерскую ошибку «два плюс два равно пяти». Сразу извиняюсь, если где ошибся =)
Как найти длину отрезка?
Длина, как уже отмечалось, обозначается знаком модуля.
Если даны две точки плоскости
и
в декартовой системе координат, то длину отрезка
можно вычислить по формуле ![]()
Если даны две точки пространства
и
в декартовой системе, то формула длины отрезка
аналогична: ![]()
Примечание: формулы останутся корректными, если переставить местами соответствующие координаты:
и
, но более стандартен первый вариант
Пример 3
Даны точки
и
. Найти длину отрезка
.
Решение: по соответствующей формуле:
![]()
Ответ: ![]()
Для наглядности выполню чертёж:

…чот я поскупился :) Ну да ладно, сойдёт.
Отрезок
– это не вектор, и перемещать его куда-либо, конечно, нельзя. Кроме того, если вы выполните чертеж в масштабе: 1 ед. = 1 см (две тетрадные клетки), то полученный ответ
можно проверить обычной линейкой, непосредственно измерив длину отрезка. …Не нужно улыбаться, этому инструменту тысячи лет ;)
И в этом коротком решении есть ещё пара важных моментов.
Во-первых, в ответе ставим размерность: «единицы». В условии не сказано, ЧТО это, миллиметры, сантиметры, метры или километры. Поэтому математически грамотным решением будет общая формулировка: «единицы» – сокращенно «ед.».
Во-вторых, повторим школьный материал, который полезен не только для рассмотренной задачи:
Читаем!!!
Обратите внимание на важный технический приём – вынесение множителя из-под корня. В результате вычислений у нас получился результат
и хороший математический стиль предполагает вынесение множителя из-под корня (если это возможно). Подробнее процесс выглядит так:
. Конечно, оставить ответ в виде
не будет ошибкой – но недочетом-то уж точно и весомым аргументом для придирки со стороны преподавателя.
Вот другие распространенные корни:

Нередко под корнем получается достаточно большое число, например
. Как быть в таких случаях? На калькуляторе проверяем, делится ли число на 4:
Да, разделилось нацело, таким образом:
. А может быть, число
ещё раз удастся разделить на 4?
. Таким образом:
. У числа
последняя цифра нечетная, поэтому разделить в третий раз на 4 не удастся. Пробуем поделить на девять:
. В результате:
Готово.
Рецепт: если под корнем получается неизвлекаемое нацело число, то пытаемся вынести множитель из-под корня – на калькуляторе проверяем, делится ли число на: 4, 9, 16, 25, 36, 49 и т. д.
В ходе решения различных задач корни встречаются часто, всегда пытайтесь извлекать множители из-под корня во избежание более низкой оценки да ненужных заморочек с доработкой ваших решений по замечанию преподавателя.
Давайте заодно повторим возведение корней в квадрат и другие степени:

Правила действий со степенями в общем виде можно найти в школьном учебнике по алгебре, но, думаю, из приведённых примеров всё или почти всё уже ясно.
Задание для самостоятельного решения с отрезком в пространстве:
Пример 4
Даны точки
и
. Найти длину отрезка
.
Решение и ответ в конце урока.
Как найти длину вектора?
Длина вектора
плоскости (базис ортонормированный) рассчитывается по формуле
.
Длина вектора
пространства (базис ортонормированный) рассчитывается по формуле
.
Данные формулы (как и формулы длины отрезка) легко выводятся с помощью небезызвестной теоремы Пифагора.
Пример 5
Даны точки
и
. Найти длину вектора
.
Я взял те же точки, что и в Примере 3.
Решение: сначала найдём вектор
:
![]()
По формуле
вычислим длину вектора:
![]()
Ответ: ![]()
Не забываем указывать размерность – «единицы»! Обязательно ли, кстати, нужно рассчитывать приближенное значение (в данном примере 8,94)? С моей точки зрения, лишним не будет. Округление целесообразно проводить до 2-3 знаков после запятой.
Выполним чертеж к задаче:

В чём принципиальное отличие от Примера 3? Отличие состоит в том, что здесь речь идёт о векторе, а не об отрезке. Вектор можно переместить в любую точку плоскости, при этом его лучше переобозначить, например, через
, чтобы избежать путаницы.
А в чём сходство Примера 3 и Примера 5? Геометрически очевидно, что длина отрезка
равна длине вектора
. Так же очевидно, что длина вектора
будет такой же. По итогу: ![]()
Задачу 3 можно было решить и вторым способом, повторю условие: даны точки
и
, найти длину отрезка
.
Вместо применения формулы
, поступаем так:
1) Находим вектор
.
2) А теперь ссылаемся на то, что длина отрезка
равна длине вектора
:
![]()
Этот способ широко практикуется в ходе решений задач аналитической геометрии.
Вышесказанное справедливо и для пространственного случая
Для тренировки:
Пример 6
а) Даны точки
и
. Найти длину вектора
.
б) Даны векторы
,
,
и
. Найти их длины.
Решения и ответы в конце урока.
Действия с векторами в координатах
В первой части урока мы рассматривали правила сложения векторов и умножения вектора на число. Но рассматривали их с принципиально-графической точки зрения. Посмотрим, как данные правила работают аналитически – когда заданы координаты векторов:
1) Правило сложения векторов. Рассмотрим два вектора плоскости
и
. Для того, чтобы сложить векторы, нужно сложить их соответствующие координаты:
. Как просто. На всякий случай запишу частный случай – формулу разности векторов:
. Аналогичное правило справедливо для суммы любого количества векторов, добавим например, вектор
и найдём сумму трёх векторов:
.
Если речь идёт о векторах в пространстве, то всё точно так же, только добавится дополнительная координата. Если даны векторы
, то их суммой является вектор
.
2) Правило умножения вектора на число. Ещё проще! Для того чтобы вектор
умножить на число
, нужно каждую координату данного вектора умножить на число
:
.
Для пространственного вектора
правило такое же:
![]()
Приведённые факты строго доказываются в курсе аналитической геометрии.
Примечание: данные правила справедливы не только для ортонормированных базисов, но и для произвольного аффинного базиса плоскости или пространства.
Пример 7
Даны векторы
и
. Найти
и ![]()
Решение чисто аналитическое:

Ответ: ![]()
Чертеж в подобных задачах строить не надо, тем не менее, геометрическая демонстрация будет весьма полезной. Полагая, что векторы заданы в ортонормированном базисе
, картина такова:

Коль скоро речь идет только о векторах в ортонормированном базисе, то оси рисовать не обязательно. Достаточно начертить базисные векторы, причём, где угодно. Строго говоря, ранее я допустил небольшой огрех – в некоторых чертежах урока тоже можно было не чертить декартову прямоугольную систему координат. Векторам она не нужна, им нужен базис. Впрочем, лучше рисуйте, а то напугаете всех своими знаниями =)
Как видите, графический способ решения привёл к тем же результатам, что и аналитический способ решения. Ещё раз заметьте свободу векторов: любую из трёх «конструкций» можно переместить в любую точку плоскости.
Для векторов пространства можно провести аналогичные выкладки. Но там чертежи строить значительно сложнее, поэтому ограничусь аналитическим решением (на практике, собственно, бОльшего и не надо):
Пример 8
Даны векторы
и
. Найти
и ![]()
Решение: для действий с векторами справедлив обычный алгебраический приоритет: сначала умножаем, потом складываем:

Ответ: ![]()
И в заключение занятный пример с векторами на плоскости:
Пример 9
Даны векторы
. Найти
и ![]()
Это задача для самостоятельного решения.
Какой можно сделать вывод?
Многие задачи аналитической геометрии прозрачны и просты, главное, не допустить вычислительных ошибок. Следующие рекомендуемые к изучению уроки:
!!! Скалярное произведение векторов
Линейная (не) зависимость векторов. Базис векторов
Векторное и смешанное произведение векторов
Любите векторы, и векторы полюбят вас!
Решения и ответы:
Задание:
, ![]()
Пример 2. Решение:
а)

б)

в)

г)

Пример 4. Решение: по соответствующей формуле:
и ![]()
![]()
Ответ:![]()
Пример 6:
и ![]()
а) Решение: найдём вектор
:
![]()
Вычислим длину вектора:
![]()
Ответ: ![]()
б) Решение: вычислим длины векторов:

Пример 9. Решение:

Примечание: перед выполнением действий можно предварительно раскрыть скобки: ![]()
Ответ: ![]()
Автор: Емелин Александр
Высшая математика для заочников и не только >>>
(Переход на главную страницу)
Высшая математика – просто и доступно!
Наш форум, библиотека и блог:


Повторяем школьный курс
Карта сайта



© Copyright