Lineáris algebra mérnököknek

Hasonló dokumentumok
Lineáris algebra mérnököknek

Matematika A1a Analízis

Lineáris algebra mérnököknek

Vektorok. Wettl Ferenc október 20. Wettl Ferenc Vektorok október / 36

17. előadás: Vektorok a térben

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Vektorok II.

Vektorgeometria (1) First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Bevezetés az algebrába 1

Budapesti Műszaki Főiskola, Neumann János Informatikai Kar. Vektorok. Fodor János

λ 1 u 1 + λ 2 v 1 + λ 3 w 1 = 0 λ 1 u 2 + λ 2 v 2 + λ 3 w 2 = 0 λ 1 u 3 + λ 2 v 3 + λ 3 w 3 = 0

Matematika (mesterképzés)

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Vektorok I.

I. VEKTOROK, MÁTRIXOK

6. előadás. Vektoriális szorzás Vegyesszorzat

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Vektorok, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek

5. előadás. Skaláris szorzás

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Megoldások. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Lineáris algebra I. Vektorok és szorzataik

Vektorok és koordinátageometria

Determinánsok. A determináns fogalma olyan algebrai segédeszköz, amellyel. szolgáltat az előbbi kérdésekre, bár ez nem mindig hatékony.

Lin.Alg.Zh.1 feladatok

Diszkrét matematika I., 12. előadás Dr. Takách Géza NyME FMK Informatikai Intézet takach november 30.

Diszkrét Matematika. zöld könyv ): XIII. fejezet: 1583, 1587, 1588, 1590, Matematikai feladatgyűjtemény II. (

LINEÁRIS ALGEBRA. matematika alapszak. Euklideszi terek. SZTE Bolyai Intézet, őszi félév. Euklideszi terek LINEÁRIS ALGEBRA 1 / 40

Lin.Alg.Zh.1 feladatok

Valasek Gábor

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Tartalomjegyzék. I. A lineáris algebra forrásai 5. 1 Vektorok 9. 2 Lineáris egyenletrendszerek és megoldásuk 53. Vektorok a 2- és 3-dimenziós térben 9

Vektorok összeadása, kivonása, szorzás számmal, koordináták

O ( 0, 0, 0 ) A ( 4, 0, 0 ) B ( 4, 3, 0 ) C ( 0, 3, 0 ) D ( 4, 0, 5 ) E ( 4, 3, 5 ) F ( 0, 3, 5 ) G ( 0, 0, 5 )

Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

GEOMETRIA 1, alapszint

Matematika 11. osztály

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

RE 1. Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

2. gyakorlat. A polárkoordináta-rendszer

Tartalomjegyzék. I. A lineáris algebra forrásai 7. 1 Vektorok Lineáris egyenletrendszerek és megoldásuk 51

Tartalomjegyzék. 1 Vektorok Vektorok a 2- és 3-dimenziós térben Távolság, szög, orientáció Vektorok koordinátás alakban 20

Néhány szó a mátrixokról

Diszkrét matematika I.

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Vektoralgebra. 4. fejezet. Vektorok összeadása, kivonása és számmal szorzása. Feladatok

1. A komplex számok definíciója

Diszkrét matematika 1. estis képzés

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

Testek. 16. Legyen z = 3 + 4i, w = 3 + i. Végezzük el az alábbi. a) (2 4), Z 5, b) (1, 0, 0, 1, 1) (1, 1, 1, 1, 0), Z 5 2.

1. Mátrixösszeadás és skalárral szorzás

Vektoralgebra. Ebben a részben a vektorokat aláhúzással jelöljük

Diszkrét matematika II., 8. előadás. Vektorterek

Síkgeometria 12. évfolyam. Szögek, szögpárok és fajtáik

Vektorterek. Wettl Ferenc február 17. Wettl Ferenc Vektorterek február / 27

I. feladatsor. 9x x x 2 6x x 9x. 12x 9x2 3. 9x 2 + x. x(x + 3) 50 (d) f(x) = 8x + 4 x(x 2 25)

1. A kétszer kettes determináns

1. Generátorrendszer. Házi feladat (fizikából tudjuk) Ha v és w nem párhuzamos síkvektorok, akkor generátorrendszert alkotnak a sík vektorainak

Komplex számok. Wettl Ferenc előadása alapján Wettl Ferenc előadása alapján Komplex számok / 18

Halmaz: alapfogalom, bizonyos elemek (matematikai objektumok) Egy halmaz akkor adott, ha minden objektumról eldönthető, hogy

1. előadás: Halmazelmélet, számfogalom, teljes

Keresztmetszet másodrendű nyomatékainak meghatározása

1. feladatsor: Vektorterek, lineáris kombináció, mátrixok, determináns (megoldás)

Lineáris leképezések. Wettl Ferenc március 9. Wettl Ferenc Lineáris leképezések március 9. 1 / 31

9. Írjuk fel annak a síknak az egyenletét, amely átmegy az M 0(1, 2, 3) ponton és. egyenessel;

Komplex számok. (a, b) + (c, d) := (a + c, b + d)

Bevezetés az algebrába 1

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Exponenciális és logaritmusos kifejezések, egyenletek

VIK A2 Matematika - BOSCH, Hatvan, 3. Gyakorlati anyag. Mátrix rangja

1. Szabadvektorok és analitikus geometria

1. A komplex számok ábrázolása

Kvadratikus alakok és euklideszi terek (előadásvázlat, október 5.) Maróti Miklós, Kátai-Urbán Kamilla

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé.

Trigonometria Megoldások. 1) Igazolja, hogy ha egy háromszög szögeire érvényes az alábbi összefüggés: sin : sin = cos + : cos +, ( ) ( )

Gyakorló feladatok I.

Haladó lineáris algebra

1. Bázistranszformáció

Bevezetés az algebrába 2 Vektor- és mátrixnorma

Matematika szigorlat június 17. Neptun kód:

Térbeli geometriai transzformációk analitikus leírása

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria III.

Halmazelmélet. 1. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Halmazelmélet p. 1/1

Koordináta-geometria II.

Számítógépes Grafika mintafeladatok

Felügyelt önálló tanulás - Analízis III.

Fraktálok. Kontrakciók Affin leképezések. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék. TARTALOMJEGYZÉK Kontrakciók Affin transzformációk

1. Mit jelent az, hogy egy W R n részhalmaz altér?

JEGYZET Geometria 2., tanárszak

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé. (Albert Einstein) Halmazok 1

SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY ALAPJAI

Az elméleti fizika alapjai házi feladat

Hadamard-mátrixok Előadó: Hajnal Péter február 23.

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Trigonometria II.

Mátrixok, mátrixműveletek

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

9. Trigonometria. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 1. Tegye nagyság szerint növekvő sorrendbe az alábbi értékeket! Megoldás:

1. feladatsor Komplex számok

Bevezetés az algebrába 2 Differencia- és differenciálegyenlet-rendszerek

Átírás:

B U D A P E S T I M Ű S Z A K I M A T E M A T I K A É S G A Z D A S Á G T U D O M Á N Y I I N T É Z E T E G Y E T E M Lineáris algebra mérnököknek BMETE93BG20 Vektorok 2019-09-10 MGFEA Wettl Ferenc ALGEBRA TANSZÉK

Bevezetés a tárgy elé

Jelölések, gyorsírás Definíció, Jelölés, Tétel, Állítás, Lemma, Bizonyítás, Példa, Feladat, Megoldás, megjegyzés minden, van olyan, 1 van egyetlen, 2 van legalább kettő vagy, és, ha, akkor, pontosan akkor, következik R valós, N természetes, Q racionális, Z egész számok halmaza L! Legyen, Amh Azt mondjuk hogy, Tfh Tegyük fel hogy alfa α A ióta ι I ró (ρ) ϱ P béta β B kappa κ K szigma σ Σ gamma γ Γ lambda λ Λ tau τ T delta δ mű µ M üpszilon υ Υ epszilon (ϵ) ε E nű ν N fí (ϕ) φ Φ zéta ζ Z kszí ξ Ξ khí χ X éta η H omikron o O pszí ψ Ψ théta (θ) ϑ Θ pí π Π ómega ω Ω 2

Halmaz és hatványa J halmaz megadása: {elemek felsorolása} vagy {elem tulajdonság} P Mersenne-prímek: {2 p 1 p, 2 p 1 prím} = {3, 7, 31, 127, 8191, 131071, 524287, 2147483647,... } (A000668 az OEIS-ben 51-et ismerünk). D H halmaz n-edik hatványa: H n = {(a 1, a 2,..., a n ) a i H, i = 1, 2,..., n}. P R 2 = {(x, y) x, y R} P H = {0, 1} H 3 = {(0, 0, 0), (0, 0, 1), (0, 1, 0), (1, 0, 0), (0, 1, 1), (1, 0, 1), (1, 1, 0), (1, 1, 1)} 3

Halmaz és hatványa D R reláció a H halmazon a rendezett párok egy részhalmaza: R H 2 J ha (a, b) R, akkor a R b P H = {1, 2, 3}, < = {(1, 2), (1, 3), (2, 3)}, pl. 1 < 2 P felmenője, évfolyamtársa, azonos, osztója, párhuzamos, D A H halmazon értelmezett R reláció ekvivalencia reláció, ha minden a, b, c H elemre (1) a R a (reflexív), (2) ha a R b, akkor b R a (szimmetrikus), (3) ha a R b, b R c, akkor a R c (tranzitív). T Minden H-n értelmezett R ekvivalenciareláció megad H-n egy osztályozást (azaz H-t diszjunkt részhalmazok uniójára bontja). P egyenlőség, párhuzamosság, évfolyamtárs, (NEM: <, ismerős, felmenő, ) 4

Első lecke

Célkitűzések E lecke befejezése után a hallgató különbséget tud tenni irányított szakasz és vektor között, ki tudja számolni vektorok vektori szorzatát, és alkalmazni tudja elemi geometriai feladatokban, meg tudja határozni 2 síkbeli vagy 3 térbeli vektor orientációját, ki tudja számolni paralelepipedon (előjeles) térfogatát, paralelogramma (előjeles) területét. 5

A 2- és 3-dimenziós tér vektorai

A 2- és 3-dimenziós tér vektorai Irányított szakasz, vektor

Irányított szakasz kötött vektor (a) (b) (a) elmozdulásvektor, (b) rugalmas testen alakváltozást okozó erő vektora. 6

Irányított szakasz vektor D D Irányított szakaszon olyan szakaszt értünk, melynek végpontjait megkülönböztetjük: egyiküket kezdő-, másikukat végpontnak nevezzük. Az A kezdőpontú, B végpontú irányított szakaszt AB jelöli. Vektor L! két irányított szakasz ekvivalens, ha egyik a másikba tolható. Ekkor a vektorok az ekvivalenciaosztályok. m Tehát egy irányított szakasz csak reprezentál egy vektort, de ugyanazt a vektort reprezentálja bármely párhuzamos eltoltja is. J a, a, a, a. 7

Szabad vektor vektor - Ha az irányított szakasz a hal, a vektor a halraj. - A fizikában használt kötött vektor és szabad vektor fogalmak megfelelnek a fenti irányított szakasz és vektor fogalmaknak: Fizika kötött vektor szabad vektor Matematika irányított szakasz vektor 8

Origó D Origó = egy rögzített pont m közös kezdőpont lesz a vektorokhoz P O OP m A sík pontjai és vektorai közti kölcsönösen egyértelmű megfeleltetés: egy P pontnak az OP vektor felel meg, az origónak a nullvektor. m Míg egy irányított szakasz megadásához két pont rendezett párjának megadása szükséges, addig egy vektor megadásához elegendő egyetlen pont megadása, ha van origó. 9

A 2- és 3-dimenziós tér vektorai Vektor jellemzői

A vektor hossza, állása D D Vektor hossza, abszolút értéke, euklideszi normája Vektor hosszán egy reprezentánsa két végpontjának távolságát értjük. A 0 hosszúságú vektort zérusvektornak nevezzük. Az a vektor hosszát a, illetve a jelöli. Vektor állása Két nemzérus vektor kollineáris párhuzamos azonos állású, ha az őket tartalmazó egyenesek párhuzamosak. Jelölés: a b. Nemzérus vektorok állásán az azonos állású vektorok osztályát értjük. A zérusvektor állása tetszőleges. 10

A vektor iránya D Vektor iránya Két nemzérus kollineáris vektor azonos irányú, ha a kezdőpontjukból induló és a végpontjukat tartalmazó félegyenesek párhuzamosan egymásba tolhatók. Nemzérus vektorok irányán az azonos irányú vektorok osztályát értjük. 0 iránya tetszőleges. 11

Vektorok szöge D D Két nem párhuzamos síkbeli a és b vektor (a, b) -vel jelölt szöge megegyezik a közös pontból induló, velük párhuzamos két félegyenes szögével, mely egy [0, π] intervallumba eső szám. Ha a és b sorrendjét is megadjuk, két eset lehetséges: ha az a-val párhuzamos félegyenes a b-vel párhuzamos félegyenesbe az óramutató járásával ellentétes forgatással vihető át, akkor a két vektor szögét pozitív, ellenkező esetben negatív előjellel látjuk el. E szöget a két vektor irányított szögének nevezzük és (a, b) -vel jelöljük. Ez a ( π, π] intervallumba esik. a a b + b 12

Orientáció a síkban D Jobbrendszer, balrendszer Két nem párhuzamos síkbeli a és b vektor jobbrendszert alkot, ha (a, b) > 0, és balrendszert, ha (a, b) < 0. a a b + b Míg (a, b) = (b, a), addig (a, b) = (b, a), és ha (a, b) = π/2, akkor (a, b) = π/2. 13

Bal, jobb? m Vektorok szögének előjele, illetve vektorok orientációja valójában nem definiálható, csak annyi, hogy két vektorpár előjele azonos vagy különböző, és ha az egyiket pozitívnak (jobbrendszernek) nevezzük akkor a másik negatív (balrendszer) lesz. Az óramutató járására hivatkozás egy külső nézőpontot definiál, ha a síkra a másik oldaláról nézünk, minden az ellenkezőjére változik. D Jobbrendszer, balrendszer 3D-ben Három nem egy síkba eső a, b és c vektor jobbrendszert alkot, ha c iránya felől nézve (a, b) > 0, és balrendszert, ha (a, b) < 0. 14

Orientáció a térben c c c a b a b a b c c c b a b a b a 15

Vektori szorzás

Vektori szorzás Definíciója, tulajdonságai, kiszámítása

A vektori szorzás fogalma D Vektori szorzat A 3-dimenziós tér két vektorának vektori szorzatán azt a vektort értjük, melynek 1. abszolút értéke a két vektor abszolút értékének és közbezárt szöge szinuszának szorzata, 2. állása merőleges mindkét vektorra, 3. ha a szorzat nem a nullvektor, akkor iránya olyan, hogy az első tényező, a második tényező és a szorzat ebben a sorrendben jobbrendszert alkot. 16

A vektori szorzás fogalma (cross product) - Az a és b vektorok vektori szorzatát a b jelöli, amit a kereszt b -nek olvasunk. Képletekkel megfogalmazva: a b egy vektor, melyre a b = a b sin(a, b), a b a, a b b, továbbá a, b és a b ebben a sorrendben jobbrendszert alkot, ha a b = 0. - A vektor abszolút értékére a fenti képlet valóban nem negatív számot ad, mert a szinusz függvény a [0, π] intervallumon nem negatív. - E definíció bármely két 3-dimenziós vektor vektori szorzatát egyértelműen definiálja, ugyanis minden olyan esetben, amikor nem dönthető el, hogy a vektorok jobbrendszert alkotnak-e, a szorzat a nullvektor. 17

P Példa Tegyük fel, hogy a tér két vektora 2 illetve 5 hosszú, az általuk bezárt szög koszinusza 4 5. Mit tudunk a vektori szorzatról? M Számítsuk ki a vektorok hajlásszögének szinuszát! - Ha cos γ = 4 5 1, akkor sin γ = ( 4 5 )2 = 3 5. Mennyi a vektorok szorzatának hossza? - A vektori szorzat hossza a b sin(a, b) = 2 5 3 5 = 6. - A szorzat merőleges mindkét vektorra és a, b, a b ebben a sorrendben jobbrendszert alkot. Így a következőképp ábrázolható: a b a b 18

P i, j, k vektori szorzatai Legyen i, j, k három, egymásra páronként merőleges, ebben a sorrendben jobbrendszert alkotó egységvektor. Készítsünk művelettáblát vektori szorzataikról! M Mik e vektorok önmagukkal vett szorzatai? - Mivel (i, i) = 0, ezért i i = 0, így i i = 0. Hasonlóan j j = k k = 0. - Mivel i = j = 1 és (i, j) = 90, ezért i j = 1. i j merőleges i-re és j-re, és i, j valamint i j jobbrendszert alkotnak épp úgy, mint i, j és k i j = k. i j k i 0 k j j k 0 i k j i 0 i k j 19

Vektori szorzat tulajdonságai T T Mikor 0 a vektori szorzat? Két térbeli vektor vektori szorzata pontosan akkor zérusvektor, ha a két vektor párhuzamos. Vektori szorzat abszolút értékének geometriai jelentése Két vektor vektori szorzatának abszolút értéke a két vektor által kifeszített paralelogramma területének mérőszámával egyenlő. b m a 20

Vektori szorzás műveleti tulajdonságai T Vektori szorzás műveleti tulajdonságai Tetszőleges a, b és c vektorokra, valamint tetszőleges r valós számra igazak az alábbi összefüggések: 1. a b = b a (alternáló tulajdonság) 2. (a + b) c = a c + b c a (b + c) = a b + a c (disztributivitás) 3. r(a b) = (ra) b = a (rb) 4. a b = a 2 b 2 a b 2 5. a (b c) = (a c)b (a b)c = b(a c) c(a b) 4. a b = a b sin(a, b) = a b 1 cos 2 (a, b) = a 2 b 2 a 2 b 2 cos 2 (a, b) = a 2 b 2 a b 2 21

Vektori szorzás műveleti tulajdonságai - A tétel első pontja szerint a vektori szorzás nem kommutatív! - A vektori szorzás nem is asszociatív. Az i, j, k vektori szorzatai című példa eredményét használva könnyen látható, hogy (i j) j i (j j), ugyanis (i j) j = k j = i, másrészt i (j j) = i 0 = 0. 22

Vektori szorzat kiszámítása koordinátás alakból T Vektori szorzat kiszámítása A térbeli a = (a 1, a 2, a 3 ) és b = (b 1, b 2, b 3 ) vektorok vektori szorzata derékszögű koordináta-rendszerben a b = (a 2 b 3 a 3 b 2, a 3 b 1 a 1 b 3, a 1 b 2 a 2 b 1 ). B Kihasználva, hogy i i = j j = k k = 0, i j = k, j i = k,, a következőt kapjuk: a b = (a 1 i + a 2 j + a 3 k) (b 1 i + b 2 j + b 3 k) = a 2 b 3 j k + a 3 b 2 k j + a 3 b 1 k i + a 1 b 3 i k + a 1 b 2 i j + a 2 b = a 2 b 3 i a 3 b 2 i + a 3 b 1 j a 1 b 3 j + a 1 b 2 k a 2 b 1 k = (a 2 b 3 a 3 b 2, a 3 b 1 a 1 b 3, a 1 b 2 a 2 b 1 ). 23

Két séma a kiszámításra m Első séma: a 1 a 2 a 3 a 1 a 2 b 1 b 2 b 3 b 1 b 2 m Második séma: i j k i j a 1 a 2 a 3 b 1 b 2 b 3 a 1 a 2 b 1 b 2 (a 2 b 3 a 3 b 2 )i + (a 3 b 1 a 1 b 3 )j + (a 1 b 2 a 2 b 1 )k 24

P Példa Számítsuk ki az a = (0, 1, 2) és a b = (3, 4, 5) vektorok vektori szorzatát! M Bármelyik fenti sablon használható: 0 1 2 0 1 3 4 5 3 4 i j k 0 1 2 3 4 5 i j 0 1 3 4 (0, 1, 2) (3, 4, 5) = (1 5 2 4, 2 3 0 5, 0 4 1 3) = ( 3, 6, 3) 25

Vektori szorzás Előjeles terület és térfogat; determináns

Paralelepipedon térfogata T Paralelepipedon térfogata Az a, b és c vektorok által kifeszített paralelepipedon térfogata (a b) c. A (a b) c kifejezés értéke pozitív, ha a vektorok jobbrendszert, negatív, ha balrendszert alkotnak, és nulla, ha egy síkba esnek. B Az a és b által kifeszített paralelogramma területe a b, és mivel a b merőleges a paralelogramma síkjára, ezért a paralelepipedon magassága c-nek az a b egyenesére eső merőleges vetületi hosszával egyenlő. - Kell az a b irányú egységvektor: a magasság e c. e = a b a b, 26

Előjeles térfogat - Így a térfogat (azaz az alapterületszer magasság) értéke a b a b a b c = (a b) c. - Tehát a paralelepipedon térfogata (a b) c. A (a b) c skalár pontosan akkor negatív, ha a c vektor a b egyenesére eső merőleges vetülete és a b ellenkező irányú. Vagyis ha a c vektor az a és b síkjának másik oldalán van, mint az a b vektor, azaz ha a, b és c balrendszert alkot! Végül (a b) c = 0 pontosan akkor teljesül, ha a b c, azaz ha a három vektor egy síkba esik. D Paralelepipedon előjeles térfogata A (a b) c skalárt az a, b és c vektorok által kifeszített paralelelpipedon előjeles térfogatának nevezzük. 27

T Paralelepipedon térfogatának kiszámítása L! a = (a 1, a 2, a 3 ), b = (b 1, b 2, b 3 ) és c = (c 1, c 2, c 3 ). Ekkor (a b) c = a 1 b 2 c 3 + a 2 b 3 c 1 + a 3 b 1 c 2 a 1 b 3 c 2 a 2 b 1 c 3 a 3 b 2 c 1 (a b) c = (a 2 b 3 a 3 b 2, a 3 b 1 a 1 b 3, a 1 b 2 a 2 b 1 ) (c 1, c 2, c 3 ) = a 2 b 3 c 1 a 3 b 2 c 1 + a 3 b 1 c 2 a 1 b 3 c 2 + a 1 b 2 c 3 a 2 b 1 c 3 = a 1 b 2 c 3 + a 2 b 3 c 1 + a 3 b 1 c 2 a 1 b 3 c 2 a 2 b 1 c 3 a 3 b 2 c 1 m A korábban használt sablon átültethető: a 1 a 2 a 3 b 1 b 2 b 3 c 1 c 2 c 3 a 1 a 2 b 1 b 2 c 1 c 2 28

P Paralelepipedon térfogata Számítsuk ki a (2, 1, 2), (1, 2, 2) és (2, 2, 1) vektorok alkotta paralelepipedon előjeles térfogatát és térfogatát! M A sablonba helyettesítjük a számokat: 2 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 2 - Kifejtve: 4 + 4 + 4 8 8 1 = 5, tehát az előjeles térfogat 5. A három vektor tehát balrendszert alkot, és az általuk kifeszített paralelepipedon térfogata 5. D Az (a b) c szorzatot nevezik vegyes szorzatnak is, Jelölés abc. Á (a b) c = a (b c) = abc = bca = cab = cba = bac = acb. 29

Paralelogramma területe T Paralelogramma területe Az (a 1, a 2 ) és (b 1, b 2 ) vektorok által kifeszített paralelogramma területe a 1 b 2 a 2 b 1. Ha a 1 b 2 a 2 b 1 > 0 a két vektor jobb-, ha < 0 balrendszert alkot. - Ötlet: (a 1, a 2, 0) (b 1, b 2, 0) = (0, 0, a 1 b 2 a 2 b 1 ) a 1 a 2 0 a 1 a 2 b 1 b 2 0 b 1 b 2 - A terület (0, 0, a 1 b 2 a 2 b 1 ) = a 1 b 2 a 2 b 1 - Ha a (0, 0, a 1 b 2 a 2 b 1 ) és k egyirányúak, azaz a 1 b 2 a 2 b 1 > 0, akkor jobb-, ha < 0 balrendszert alkotnak. m Sablon: a 1 a 2 b 1 b 2 30

Paralelogramma előjeles területe D P Paralelogramma előjeles területe Két síkbeli vektor által kifeszített paralelogramma előjeles területe megegyezik területével, ha a két vektor jobbrendszert alkot, és a terület 1-szeresével, ha balrendszert. Példa Mekkora az a = ( 19, 20) és b = (20, 21) vektorok által kifeszített paralelogramma területe és jobb vagy balrendszert alkotnak e vektorok? M Az előjeles terület ( 19) ( 21) 20 20 = 1, balrendszer: 19 20 20 21 31

Másod és harmadrendű determináns D 2 2-es és 3 3-as mátrix, determináns Egy négyzetes mátrix (számtáblázat) n-edrendű, ha n n-es, azaz n sorból és n oszlopból áll. A másod- és harmadrendű mátrixhoz az alábbi képlettel rendelt számot a mátrix determinánsának nevezzük. [ ] a b a b det = = ad bc, c d c d a b c a b c det d e f = d e f = aei + bfg + cdh ceg afh bdi. g h i g h i Ez megegyezik a paralelogramma/paralelepipedon előjeles területével/térfogatával. 32

Másod és harmadrendű determináns Sarrus-szabály Sarrus-szabály: n = 2, n = 3 esetén a főátló-sodrásúak mínusz mellékátló-sodrásúak képlettel számolható a determináns, de ez n > 3 esetén nem érvényes. 3-adrendűre az alábbi ábra jelent segítséget: azonos alakúak szorzatainak összegéből az azonos színűek szorzatait kell kivonni. a b c d e f g h i 33