vm1
.pdfОтже, у просторi базис складається з трьох довiльних лiнiйно незалежних векторiв.
1.6. Подiл вiдрiзка в даному вiдношеннi. Нехай треба вiдрiзок M1M2 подiлити у вiдношеннi ¸ > 0. Це означає, що треба знайти на даному вiдрiзку точку M, для якої M1M :
MM2 = ¸, або M1M = ¸MM2.
|
3M2 |
Нехай точки M1 i M2 мають вiдповiдно |
||
|
координати M1(x1; y1 |
; z1) i M2(x2; y2; z2). |
||
3M |
|
|||
|
Знайдемо координати точки M(x; y; z). |
|||
|
|
¡¡¡! |
¡¡¡! |
або (x |
|
|
Очевидно, що M1M = ¸MM2 |
||
|
|
|
|
¡ |
M1 |
|
x1; y ¡ y1; z ¡ z1) = (¸(x2 ¡ x); ¸(y2 ¡ y); |
||
|
|
¸(z2 ¡ z)). |
|
|
Звiдси випливає, що x ¡ x1 = ¸(x2 ¡ x), y ¡ y1 = ¸(y2 ¡ y), z ¡ z1 = ¸(z2 ¡ z), тобто
x = |
x1 + ¸x2 |
; |
y = |
y1 + ¸y2 |
; |
z = |
z1 + ¸z2 |
: |
(15) |
|
|
|
|||||||
1 + ¸ |
|
1 + ¸ |
|
1 + ¸ |
|
|
Якщо точка M є серединою вiдрiзка M1M2, то M1M = MM2 i, отже, ¸ = 1. У цьому випадку рiвностi (15) набудуть вигляду
x = |
x1 + x2 |
; |
y = |
y1 + y2 |
; |
z = |
z1 + z2 |
: |
(16) |
|
|
|
|||||||
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
Приклад 7. Дано точки M1(1; 2), M2(3; 4). Подiлити вiдрiзок M1M2 у вiдношеннi ¸ = 12 .
J Оскiльки x1 = 1, y1 = 2; x2 = 3, y2 = 4, то згiдно з формулами (15) маємо
x = |
1 + 21 ¢ 3 |
= |
5 |
; y = |
2 + 21 ¢ 4 |
= |
8 |
: |
||
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
1 + 1 |
3 |
|||||||
|
1 + |
1 |
|
|
|
|
||||
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Отже, точка M(5 ; 8 ) дiлить вiдрiзок M1M2 у вiдношеннi |
||||||||||
¸ = 21 . I |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
111 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вправи |
|
|
1. |
Дано точки A(3; ¡1; 2) i B(¡1; 2; 1). Знайти координати век- |
|||
торiв |
¡¡! i |
¡¡!. |
|
|
|
|
|
AB |
BA |
|
~ |
~ |
|
|
|
|
|
2. Знайти лiнiйну комбiнацiю векторiв 3~a + 4b ¡~c, де ~a = (4; 1; 3), |
|||||
b = (1; 2; ¡2), ~c = (10; 8; 1). |
|
|
|||
|
|
|
~ |
~ |
~ |
|
3. Дано j~aj = 13, jbj = 19, j~a + bj = 24. Знайти j~a ¡ bj. |
||||
|
4. |
|
|
|
~ |
|
Для яких значень ® i ¯ вектори ~a = (¡4; 6; ¯) i b = (®; ¡3; 2) |
||||
колiнеарнi? |
A(¡1; 5; ¡10), |
B(5; ¡7; 8), C(2; 2; ¡7) i |
|||
|
5. |
Дано чотири точки |
¡¡! ¡¡!
D(5; ¡4; 2). Перевiрити, чи вектори AB i CD колiнеарнi; знайти який
з них довший i у скiльки разiв, як вони напрямленi – в один чи в протилежнi боки.
6. Знайти початок вектора ~a = (2; ¡3; ¡1), якщо його кiнець збiгається з точкою (1; ¡1; 2).
~
7. На площинi дано три вектори ~a = (3; ¡2), b = (¡2; 1) i ~c = (7; ¡4). Знайти розклад кожного з цих векторiв, беручи за базис два iнших.
8. Вектор ~x колiнеарний вектору ~a = (6; ¡8; ¡7; 5) i утворює з вiссю Oz гострий кут. Знаючи, що j~xj = 50, знайти його координати.
~~ ~
9.Знайти j~a + bj i j~a ¡ bj, якщо ~a = (3; ¡5; 8) i b = (¡1; 1; ¡4).
10.Знайти орт вектора ~a = (6; ¡2; ¡3).
|
|
|
11. |
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
, причому j~aj = 5 i |
||||||
|
|
|
Вектори ~a i b утворюють кут ' = 60 |
|
|||||||||||||||||||||
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
jbj = 8. Знайти j~a + bj i j~a ¡ bj. |
|
|
¡! |
|
|
j + k |
¡ |
1 (4 i |
+ 8 j + |
||||||||||||||||
|
k ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 2¡! |
¡! |
5 |
!¡ |
|||||||
3¡! |
12. |
Обчислити модуль вектора a = ¡!i |
|
¡! |
|||||||||||||||||||||
|
i знайти його напрямнi косинуси. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
13. |
Дано точки M1(2; 4; ¡2) i M2(¡2; 4; 2). На прямiй M1M2 знай- |
|||||||||||||||||||||
ти точку M, що дiлить вiдрiзок M1M2 у вiдношеннi ¸ = 3. |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!¡ |
= 4¡!i |
¡ |
|
j + 3 k |
|
|
|
|
|
|
b |
||||
|
!¡ |
|
14. |
Дано вектор a |
|
|
2!¡ |
¡!. Знайти вектор ¡!, якщо |
|||||||||||||||||
|
|
= |
|
¡! |
, прOx¡! |
= 0 |
, прOy¡! |
|
|
прOy |
!¡ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
j |
b |
j |
j |
a |
j |
|
b |
|
|
b = |
a |
a |
|
|
|
|
|
|
|
a = |
|||||
|
|
|
15. |
Знайти проекцiю вектора ¡! |
на осi координат, якщо ¡! |
||||||||||||||||||||
¡¡! ¡¡!, де |
A(0; 0; 1) |
, |
B(3; 2; 1) |
, |
C(4; 6; 5) |
i |
|
|
|
|
. |
|
|
||||||||||||
AB + CD |
|
|
|
|
D(1; 6; 3) |
|
K(7; 8), |
||||||||||||||||||
|
|
|
16. |
|
Дано координати середин |
сторiн |
трикутника |
||||||||||||||||||
M(¡4; 5), N(1; 4). Визначити координати вершин трикутника. |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
17. |
|
Вершини |
трикутника |
|
знаходяться |
в |
точках A(3; ¡5), |
B(¡3; 3), C(¡1; ¡2). Визначити довжину бiсектриси його внутрiшнього кута, проведеної з вершини A.
18. Знайти координати точки перетину медiан трикутника, якщо його вершинами є точки A(7; 4), B(¡1; 8), C(¡12; ¡1).
112
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вiдповiдi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1. ¡¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, ¡¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. 2. (6; 3; 0). 3. |
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
. |
||||||||||||||||||
|
AB = ( |
¡ |
4; 3; |
¡ |
1) |
BA = (4; |
¡ |
3; 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~a |
|
b |
= 22 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
4. ® |
= 2, |
¯ |
|
|
|
|
5. |
|
Вектор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j ¡ |
|
|
j |
|
век- |
|||||||||||||||||||||
|
= |
¡ |
4. |
|
|
¡¡! |
у два рази довший |
|
за |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
CD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; 2; 3). 7. |
|
~a = 2b + ~c |
|||||||||||||||||||||
тор ¡¡!, вони напрямленi в один бiк. 6. ( |
¡ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
~ |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
||||
b = |
2 |
~a ¡ |
|
2 |
~c, ~c |
= ~a ¡ 2b. |
|
8. |
|
~x |
|
= |
(¡24; 32; 30). |
|
9. j~a + bj = 6, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
j~a ¡ ~bj = 14. |
10. ~a0 |
= |
µ7 |
|
; ¡7; ¡ |
7¶. 11. j~a + ~bj = p129, j~a ¡ ~bj = |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. 12. j!¡ j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
5, |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. 13. |
|
|
¡ |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||||||||
|
|
|
a |
|
= |
3 |
cos ® = |
1 |
|
cos ¯ = |
|
cos ° = |
2 |
|
|
|
|
|
M( |
|
|
1; 4; 1) |
|
||||||||||||||||||||||||||||
14. ¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
¡ |
|
¡! |
|
¡! |
або !¡ |
|
¡ |
|
¡! ¡ |
!¡ . 15. прOx¡! |
|
|
|
|
, прOy |
¡! |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
b = |
|
2 j + 5 k |
|
|
|
|
b = 2 i |
|
|
|
|
5 k |
|
|
|
|
|
|
a = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
a = |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14p |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
a |
|
= |
|
|
2 |
16. |
A(2; 17) |
, |
B(12; |
|
1) |
C( |
¡ |
10; |
¡ |
7) |
. |
|
17. |
|
|
2 |
. |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2, прOz!¡ |
|
|
|
|
¡ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡ , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
18. M(¡2; 1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
113
§2. Скалярний, векторний i мiшаний добутки
2.1. Скалярний добуток двох векторiв. Косинус кута
мiж двома векторами. Скалярним добутком векторiв
¡! ¡!
a i b називається число, яке дорiвнює добутку довжин цих
векторiв на косинус кута ' мiж ними. Позначається скалярний
¡!¡! ¡! ¡! ¡! ¡!
добуток символом a b або a ¢ b , або ( a ; b ). Тому
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
!¡ |
|
|
j¡!jj |
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
b |
|
|
= |
b |
j |
cos ': |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Оскiльки ¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
¡!, |
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
|
|
, то |
|||||||||
j |
b |
|
j |
cos ' = |
|
|
|
a |
|
b |
|
j |
j |
cos ' = |
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
¡! |
|
a |
|
|
|
!¡ |
a |
|
|
|||||||||||||||||||||||
(17) випливає, що |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
!¡ |
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
!¡ пр |
|
|
|
|||||||||||||||
!¡ |
¡! |
|
|
¡! |
пр |
|
|
|
|
або |
|
|
a |
|
|
|
|
|
!¡ |
|||||||||||||||||
|
b = |
|
|
|
a |
|
|
b |
|
|
|
|
¡! |
b = |
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
a |
|
j |
|
a |
j |
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
j |
|
|
|
¡! |
a : |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
Звiдси знаходимо, що |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!¡ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
b |
|
|
|||||||
|
|
|
|
пр a |
|
¡! |
= |
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
пр |
|
|
¡! |
= |
a |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
!¡ |
b |
|
|
a |
; |
|
|
|
|
|
¡! |
|
a |
j¡!j |
: |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j!¡ j |
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
(17)
з рiвностi
Скалярний добуток двох векторiв має властивостi: |
||||||||||
1) |
a |
!¡ |
¡! |
; |
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
b |
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
2) |
|
= b a |
|
|
¡! |
|
|
¡! ; |
||
¸( a ¡! |
|
|
¡! |
!¡ |
|
|||||
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|||
3) |
|
|
b ) = (¸ a ) b = a (¸ b ) |
|||||||
( a + !¡ |
¡! |
|
¡!!¡ |
¡! |
|
; |
||||
|
¡! |
|
|
+ b |
¡! |
|||||
|
|
|
b ) c |
= a c |
c |
|
4) якщо скалярний добуток двох векторiв дорiвнює нулю, то дорiвнює нулю або один iз цих векторiв, або косинус кута мiж ними, тобто вектори ортогональнi. Навпаки, якщо нену-
¡! ¡!
льовi вектори a ? b , то cos ' = 0, i, отже, скалярний добуток
векторiв дорiвнює нулю. Тому два ненульовi вектори перпендикулярнi тодi й тiльки тодi, коли їхнiй скалярний добуток дорiвнює нулю.
Очевидно, що |
j¡!jj!¡ j |
|
|
|
|
j¡!jj!¡ j |
|
j¡!j |
|
!¡ ¡! |
|
|
|
|
|
2; |
|||
a a = |
a a |
cos 0 = |
a a |
= |
a |
||||
тобто |
¡! |
2 |
|
j¡!j |
|
|
|
||
|
a |
= |
a |
2: |
|
|
(18) |
||
|
|
|
|
114 |
|
|
|
|
|
|
Приклад 1. Дано вектор |
|
¡! |
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
, |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
c |
|
= 2 a + 3¡!, причому |
j |
a |
j |
|
= 4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
b |
|
= 5 |
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
. Кут |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дорiвнює |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
j!¡ j |
|
|
|
|
мiж векторами !¡ |
i ¡! |
|
|
|
. Знайти модуль |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вектора ¡!. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
J Скориставшись рiвнiстю (18), дiстанемо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
p!¡ |
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
j¡!j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
¡!¡! |
|
|
!¡ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2¡! |
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
c |
= c |
2 = |
|
|
|
|
a + 3 b )2 = 4 a 2 + 12 a b + 9 b |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Маємо, що |
|
¡! |
|
|
|
|
|
j!¡ j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
j!¡ j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
a |
2 = |
|
|
a |
|
2 |
|
= 42 = 16; b |
2 |
= |
b |
2 = 52 = 25; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
i |
|
|
|
|
|
b |
|
= |
|
a |
|
|
b |
|
|
cos ' = 4 |
|
5 |
|
cos 600 = 4 |
|
5 1 = 10: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
a |
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
j!¡ jj j |
|
|
|
|
|
¢ ¢ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¢ ¢ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Тому |
|
|
|
|
c |
|
|
|
= p4 |
|
|
16 + 12 |
|
10 + 9 |
|
|
25 = p409: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
j¡!j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¢ |
|
|
|
|
|
¢ |
|
|
|
|
|
|
¢ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ти. |
Запишемо скалярний добуток векторiв через їхнi координа- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нехай |
|
a = (x1; y1; z1), ¡! |
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
або |
¡! |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b = (x ; y ; z ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|||||||||||||||||||
z1 k; ¡! |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
a = x i + y j + |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Тодi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
~ |
|
b = x |
|
~ |
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
i + y |
|
j + z |
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
¡! |
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
~ |
|
|
~ |
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
~~ |
|
|
|
|
|
|
|
~~ |
|
||||||||
|
b = (x i |
+ y1 j + z1 k)(x2 i + y2 j + z2 k) = x1x2 i i + x1y2 i j+ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a !¡ |
|
1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
~~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
~~ |
|
|
|
|
|
~ ~ |
|
|
|
|
~ |
~ |
|
|
|
|
|
|
|
~~ |
|
|
|
|
|
|
~ |
~ |
|
|
|
|
|
|
|
~ ~ |
|
|||||||||
+x1z2 i k+y1x2 j i+y1y2 j j+y1z2 j k+z1x2 k i+z1y2 k j+z1z2 k k: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
~~ |
|
= |
~ 2 |
|
|
|
|
|
~ ~ |
|
|
|
~ 2 |
= 1 |
|
|
~ ~ |
|
|
|
|
|
~ |
|
2 |
|
|
|
|
|
~~ |
|
|||||||||||||||||||||
Оскiльки |
|
|
|
|
|
j |
i |
j |
|
= 1 j j = |
j |
|
j |
j |
, |
k k = |
j |
k |
j |
|
= 1 i j = |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
i i |
|
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
~~ |
|
|
|
|
|
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
, |
~ |
~ |
|
||||||||||||||||||||
~~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|||||||||
j i = 1 ¢¼ 1 cos 2 |
|
= 0, |
|
i k = k i = 1 ¢ 1 cos 2 |
|
= 0, |
|
j k = k j = |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 ¢ 1 cos 2 |
= 0, то |
|
|
|
a |
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(19) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!¡ |
b = x x + y y + z z : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! ¡!
Якщо скористатися (19), то отримаємо, що вектори a i b ортогональнi тодi й тiльки тодi, коли
|
|
|
|
x1x2 + y1y2 + z1z2 = 0: |
|
(20) |
||
|
Приклад 2. При якому значеннi m вектори ¡! |
= (2; 3; |
¡ |
1) |
i |
|||
b = (1; |
|
5; m) |
a |
|
|
|||
¡ |
перпендикулярнi? |
|
|
|
|
|||
¡! |
|
|
|
|
|
|
J З умови (20) випливає, що
2 ¢ 1 + 3(¡5) + (¡1)m = 0;
115
звiдки одержуємо, що m = ¡13.
¡! ¡!
Отже, вектори a i b перпендикулярнi, коли m = ¡13. I
З формули (17) дiстаємо, що у випадку ненульових векторiв |
||||||
a i |
¡! |
|
|
|
|
|
¡! |
b |
|
a !¡ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
cos ' = |
¡! |
b |
|
: |
|
|
|
|
|||
|
|
a |
b |
|
||
|
|
|
!¡ |
j |
||
|
|
|
j¡!jj |
|
Якщо скористатися формулою (19), то звiдси знаходимо, що
|
|
cos ' = |
|
x1x2 + y1y2 |
+ z1z2 |
|
|
|
: |
|
|
(21) |
|||||
|
|
p |
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
x12 + y12 + z12 |
x22 + y22 + z22 |
|
|
|
|||||||||||
Приклад 3. Обчислити косинус кута мiж векторами |
¡! |
||||||||||||||||
(3; 1; 1) i |
¡! |
= (2; 2; 1) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a = |
|
¡ |
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
J Згiдно з формулою (21) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
cos ' = |
|
3 ¢ 2 + 1 ¢ 2 + (¡1) ¢ 1 |
|
= |
7 |
|
|
0; 703: |
I |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
p32 + 12 + (¡1)2p22 + 22 + 12 |
3p11 |
¼ |
|||||||||||||||
|
|
|
|
2.2. Векторний добуток. У пунктi 2.1 вивчено скалярний добуток двох векторiв, тобто добуток векторiв результатом якого є число. Тут ми розглянемо такий добуток векторiв,
коли результатом є вектор. |
R |
|
|||
¡! |
|
¡! |
в просторi |
називатимемо впоряд- |
|
|
b |
c |
3 |
||
Три вектори a , ¡!, |
|
|
кованою трiйкою або просто трiйкою, якщо вказано, який з цих векторiв є першим, який – другим i який – третiм. Напри-
¡! |
|
!¡ |
|
|
|
|
|
|
клад, запис ( a ; |
b ; c ) |
означає, що першим елементом трiйки |
||||||
¡! |
|
|||||||
є a , другим – |
¡!, а третiм – . |
|
|
|
||||
!¡ |
b |
|
¡! |
|
|
|
||
|
|
c |
!¡ |
|
¡! |
|
||
|
|
|
|
|
b |
називаються компла- |
||
|
|
|
|
|
|
c |
||
Нагадаємо, що три вектори a , !¡ , |
|
нарними, якщо вони лежать в однiй площинi. Впорядкована
¡! ¡! ¡!
трiйка некомпланарних векторiв ( a ; b ; c ) називається пра-
вою (лiвою), якщо знаходячись всерединi тригранного кута, що утворений цими векторами, зведеними до спiльного почат-
ку, ми бачимо поворот на найменший кут вiд |
¡! |
b |
|
b |
|||
a до ¡! i вiд ¡! |
|||||||
c |
|
|
|
|
|
|
|
до ¡!, що здiйснюється проти стрiлки годинника (за стрiлкою |
|||||||
|
b ; |
c ) |
|
¡! |
b ; |
¡! |
|
|
|
|
|
|
c ) |
, а на |
|
годинника). На рис. 1 зображено праву трiйку ( a ; ¡! |
|
||||||
¡! |
¡! |
¡! |
. Вiдзначимо, що коли вектори |
||||
рис. 2 – лiву трiйку ( a ; |
|
||||||
|
|
116 |
|
|
|
|
¡! ¡! ¡!
a , b , c є компланарними, то для них втрачає змiст поняття правої й лiвої трiйок.
6 c |
|
6¡! |
|
|
|
|
¡! |
|
c |
|
a |
|
|
|
|
||
|
* |
¡! |
|
* ¡! |
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
z |
|
z |
b |
|
|
Рис. 2 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|||
Рис. 1 |
¡! |
|
¡! |
||
|
|
a |
|
|
|
Якщо двi трiйки векторiв є правими або лiвими, то їх називатимемо однаково орiєнтованими. В iншому випадку нази-
ватимемо цi трiйки протилежно орiєнтованими. Очевидно,
!¡ ¡! ¡!
що з трьох заданих векторiв a , b , c можна утворити шiсть упорядкованих трiйок:
( a ; |
¡! |
¡! |
¡! |
¡! ¡! |
¡! |
|
|
||
|
b ; c ); |
( b ; c ; a ); |
||
(¡! |
¡! ¡! |
¡! ¡! ¡! |
||
b ; a ; c ); |
( a ; c ; b ); |
¡! ¡! ¡!
( c ; a ; b );
¡! ¡! ¡!
( c ; b ; a ):
(22)
(23)
¡! ¡! ¡!
Усi трiйки (22) мають ту саму орiєнтацiю, що трiйка ( a ; b ; c ),
а всi трiйки (23) – орiєнтацiю, яка є протилежною до трiйки |
|||
( a ; |
!¡ |
¡! |
. |
¡! |
b ; |
|
|
|
c ) |
|
|
Декартова прямокутна система координат називається |
|||
|
|
|
j ; k ) |
правою (лiвою), якщо три її базиснi вектори (!¡i ; ¡! ¡! утво- |
рюють праву (лiву) трiйку. На рис. 3 зображено праву систему координат, а на рис. 4 – лiву систему координат.
¡! |
|
6z |
|
|
|
|
¡! |
|
6z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
6 |
¡! |
|
|
|
|
6 |
|
|
|||
k |
|
|
|
|
k |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
-y |
|
|
¡! |
-x |
|||
|
|
|
|
- |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
j |
|
|
|
¡! |
|
i- |
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
O |
|
|
|
|
j¼ |
|
O |
|
|
||
i |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
¼ |
|
|
Рис. 3 |
|
|
|
¼y |
|
Рис. 4 |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Надалi ми розглядатимемо лише правi системи координат. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
b ] |
|
|
¡! |
|
b |
|
|
Векторним добутком вектора a на вектор ¡! називаєть- |
||||||||||||
¡! |
|
!¡ |
¡! , який задовольняє умови: |
|
|
|||||||
ся вектор c |
|
|
= [ a ; |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
117 |
|
|
|
|
¡!
1) довжина вектора c дорiвнює добутку довжин векторiв
¡! ¡!
a i b на синус кута ® мiж ними, тобто
c |
= |
a |
b |
|
sin ®; |
(24) |
¡! |
j |
|
|
|||
j¡!j |
|
j!¡ j j |
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
a |
¡! 2) вектор ¡! перпендикулярний до кожного з векторiв ¡! i b ;
!¡
3) напрямок вектора c такий, що трiйка векторiв
¡! !¡ ¡!
( a ; b ; c ) є правою (рис. 5).
¡! |
|
|
6¡! |
6c |
|
|
c |
|
*¡! |
e |
¡! |
|
6 µ |
||
|
b |
¡! |
b |
|
|
||
|
I® |
S |
|
|
|
- a |
|
|
q a |
|
|
Рис. 5 |
|
¡! |
|
¡! |
|
Рис. 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
Поняття векторного добутку виникло в механiцi. Якщо ¡! |
|||||||||
|
|
b ] |
|
|
b |
!¡ |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OM |
|
|
|
– сила, що прикладена в точцi M, а вектор a = ¡¡!, то вектор |
||||||||||
¡! |
¡! |
¡! є моментом сили |
¡! вiдносно точки . |
|
|
|||||
c |
= [ a ; |
|
|
|||||||
|
З умови 1) означення векторного добутку випливає, що для |
|||||||||
|
|
!¡ |
b |
|
|
|
|
|
b ] = |
0 |
колiнеарних векторiв a i ¡! їхнiй векторний добуток дорiвнює |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
¡! |
¡! |
нулю, бо ® = 0, а отже, sin ® = 0. Навпаки, якщо [ a ; |
||||||||||
i принаймнi один з векторiв |
!¡ |
b |
|
|
|
|
||||
|
a |
i ¡! є нульовим, то цi вектори |
колiнеарнi, оскiльки нульовий вектор має невизначений напрямок i тому його можна вважати колiнеарним до будь-якого век-
|
|
|
|
a |
b |
|
|
a |
|
> 0 |
i |
тора. Якщо ж обидва вектори ¡! i |
¡! ненульовi, тобто |
j |
¡! |
j |
|
||||||
b |
> 0 |
, то з формули (24) випливає, що |
sin ® = 0 |
|
|
|
|
|
|||
j¡!j |
|
, а це означає, |
|||||||||
|
|
|
b |
колiнеарнi. Отже, необхiдною i достатньою |
|||||||
що вектори a i ¡! |
|||||||||||
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
умовою колiнеарности двох векторiв є рiвнiсть нулю їхнього векторного добутку.
З формули (24) випливає, що довжина (модуль) векторного
¡! |
b ] |
дорiвнює площi |
S |
паралелограма, побудованого |
|||
добутку [ a ; ¡! |
|
||||||
|
¡! |
b |
|
|
|
|
b ] |
на векторах a |
i ¡!, якi зведенi до спiльного початку. Тому, |
||||||
¡! |
|
|
|
|
¡! |
¡! |
¡! , то (рис. 6) |
якщо e – орт векторного добутку c |
= [ a ; |
||||||
|
|
c |
[ a ; ¡! |
|
!¡ |
|
|
|
|
¡! ´ |
¡! |
|
|
|
b ] = S e :
Розглянемо основнi властивостi векторного добутку. 118
1). При перестановцi множникiв векторний добуток змiнює свiй знак, зберiгаючи модуль, тобто
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ a ; ¡! |
|
|
¡ |
¡! |
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!¡ |
b ] = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ b ; a ]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
¡! |
J З означення векторного добутку випливає, що вектори |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
b ] |
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b ] |
|
[ b ; a ] |
|
|||||||||
[ a ; ¡! |
i |
¡! |
|
мають однаковi модулi, колiнеарнi, але напрям- |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b ] = |
|
[ b ; a ] |
|
|
¡! |
|
¡! |
|
i |
¡! |
¡! |
є проти- |
||||||||||||||
ленi в протилежнi боки. Тому вектори [ a ; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
лежними i, отже, [ a ; |
¡! |
|
|
¡ |
¡! |
¡! |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
!¡ |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2). Векторний добуток має сполучну властивiсть вiдносно |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
скалярного множника, тобто |
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
[® a ; ¡! |
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
2 R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b ] = ®[ a ; b ]; ® |
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
3). Для векторного добутку правильна розподiльча вла- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
стивiсть, тобто |
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
[ a + |
!¡ |
|
|
¡! !¡ |
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
!¡ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b ; c ] = [ a ; c ] + [ b ; c ]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
Доведення властивостей 2) i 3) не будемо наводити, бо воно |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
складнiше. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4). [ a ; a ] = ¡!. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
¡! !¡ |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ця властивiсть випливає безпосередньо з формули (24). |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
З цих властивостей легко одержуються такi два наслiдки. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Наслiдок 1. Для довiльних векторiв |
¡! |
|
|
|
b |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
a |
i ¡! та числа |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
® 2 R правильна рiвнiсть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ a ; ®¡! |
|
|
|
|
|
!¡ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(25) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b ] = ®[ a ; b ]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
J З властивостей 1) i 2) випливає, що |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
[ a ; ®!¡ |
|
|
¡ |
|
|
¡! |
!¡ |
|
|
¡ |
|
¡! |
!¡ |
|
|
|
|
|
¡! |
|
¡! |
|
|
I |
|||||||||
|
|
|
!¡ |
b ] = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
[® b ; a ] = |
|
|
|
®[ b ; a ] = ®[ a ; b ]: |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
Наслiдок 2. Для довiльних векторiв |
|
|
a , |
|
b |
|
|
|
c |
|
правильна |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
¡! i |
¡! |
||||||||||||||||||||||||||||||||
рiвнiсть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
b + c ] = [ a ; b ] + [ a ; c ]: |
|
|
|
|
|
|
|
(26) |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
[ a ; ¡! |
|
¡! |
|
|
¡! |
|
¡! |
|
¡! ¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
J Згiдно з властивостями 1) – 3) маємо |
|
|
|
|
|
|
|
|
b ]+[ a ; c ]: |
||||||||||||||||||||||||||
|
b + c ] = [ b + c ; a ] = |
[ b ; a ] |
|
[ c ; a ] = [ a ; |
||||||||||||||||||||||||||||||||
[ a ; ¡! |
¡! ¡ |
¡! |
|
¡! ¡! ¡ |
¡! |
|
!¡ ¡ ¡! !¡ |
|
|
|
¡! |
!¡ |
!¡ ¡! I |
|||||||||||||||||||||||
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
119 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
¡! ¡ |
!¡ |
. |
|
|
|
|
|
||||||
Приклад 4. Знайти [(2 a + 3¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
J Маємо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b ); ( a |
|
|
|
2 b )] |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!¡ |
|
¡! !¡ |
|||
[(2 a + 3¡! |
¡! ¡ |
|
|
¡! !¡ |
|
|
!¡ |
|
¡ |
|
¡! |
|
|
¡ |
||||||||||||
¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[3 b ; 2 b ] = |
||||||||||||
|
b ); ( a |
2 b )] = [2 a ; a ] + [3 b ; a ] |
|
|
[2 a ; 2 b ] |
|
||||||||||||||||||||
|
|
= |
¡ |
3[ a ; ¡! |
¡ |
|
|
¡! |
|
!¡ |
|
¡ |
|
|
!¡ |
¡! |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
!¡ |
b ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4[ a ; b ] = |
|
7[ a ; b ]; |
|
|
|
|||||||||||||
оскiльки [ a ; a ] = 0, [¡! ¡! |
|
|
, |
¡! |
¡! |
|
¡ |
¡! |
!¡ |
. |
I |
|
|
|||||||||||||
|
¡! ¡! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
b ; b ] = 0 [ a ; b ] = [ b ; a ] |
|
|
|
|||||||||||||||||
Нехай задано два вектори |
|
|
|
|
2!¡ |
|
|
|
2¡! |
|
2¡! |
|||||||||||||||
|
a = x1¡!i + y1¡! |
|
1!¡ ¡! |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
¡! |
|
|
|
|
j + z k ; |
|
|
b = x i + y j + z k : |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
¡! ¡!
Знайдемо вираз векторного добутку [ a ; b ] через координа-
ти x1, y1, z1 i x2, y2, z2. Спочатку знайдемо всi парнi векторнi
¡! ¡! !¡
добутки одиничних векторiв i , j , k . Оскiльки векторний добуток колiнеарних векторiв дорiвнює нульовому вектору, то
[¡!i ; |
¡!i ] = [¡! ¡! |
¡! ¡! |
!¡ |
: |
(27) |
|
j ; j ] = [ k ; k ] = 0 |
¡! ¡!
Розглянемо тепер, наприклад, добуток [ i ; j ]. Знайдемо його модуль
¡! ¡!
Вектор [ i ; j ] розмiщений на прямiй, перпендикулярнiй до
¡! ¡!
площини векторiв i та j , тобто на осi Oz. Цей вектор напрям-
лений у бiк додатного напрямку осi Oz, оскiльки при цьому
|
j |
|
поворот вiд !¡i до ¡! вздовж найкоротшого шляху видно з кiн- |
||
j ] |
здiйснюваний проти годинникової стрiлки |
|
ця вектора [¡!i ; ¡! |
|
(рис. 3). Звiдси випливає, що цей вектор збiгається з вектором
¡!
k , тобто
(28)
Очевидно, що
(29)
За допомогою аналогiчних мiркувань переконуємося, що
!¡ ¡! |
!¡ |
¡! !¡ |
¡!¡ |
[¡! !¡ ¡! |
[ j ; k ] = i ; |
[ k ; j ] = |
i ; |
k ; i ] = j ; |
¡! ¡!
Розглянемо тепер добуток [ a ; b ].
120
[¡!i ; |
¡! |
¡¡! |
|
k ] = |
j : |
|
|
(30) |