Vektorok. Vektoron irányított szakaszt értünk.

Hasonló dokumentumok
Néhány szó a mátrixokról

Vektoralgebra. Ebben a részben a vektorokat aláhúzással jelöljük

Vektortér fogalma vektortér lineáris tér x, y x, y x, y, z x, y x + y) y; 7.)

Vektoralgebra előadás fóliák. Elméleti anyag tételek, definíciók, bizonyítás vázlatok. Bércesné Novák Ágnes 1. Források, ajánlott irodalom:

Vektorok (folytatás)

1. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. Ts; Tarnai Gábor mérnöktanár.) Matematikai összefoglaló, kiinduló feladatok

2014/2015-ös tanév II. féléves tematika

1. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. Ts; Tarnai Gábor mérnöktanár.) Matematikai összefoglaló, kiinduló feladatok

Matematika A1a Analízis

2010/2011 es tanév II. féléves tematika

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

1. feladat Oldja meg a valós számok halmazán a következő egyenletet: 3. x log3 2

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

1. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. ts.) Matematikai összefoglaló

1. Végezd el a kijelölt mûveleteket a betûk helyére írt számokkal! Húzd alá azokat a mûveleteket,

1. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. ts.) Matematikai összefoglaló

2. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnök tanár) Erők eredője, fölbontása

a b a leghosszabb. A lapátlók által meghatározott háromszögben ezzel szemben lesz a

Algebrai struktúrák, mátrixok

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

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

Vektoralgebra előadás fóliák. Elméleti anyag tételek, definíciók, bizonyítás vázlatok. Bércesné Novák Ágnes. Források, ajánlott irodalom:

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

F.I.1. Vektorok és vektorműveletek

FELVÉTELI VIZSGA, július 15.

IX. A TRIGONOMETRIA ALKALMAZÁSA A GEOMETRIÁBAN

A közönséges geometriai tér vektorai. 1. Alapfogalmak

Hatványozás és négyzetgyök. Másodfokú egyenletek

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

9. Exponenciális és logaritmusos egyenletek, egyenlőtlenségek

Gyakorló feladatsor 11. osztály

{ } x x x y 1. MATEMATIKAI ÖSSZEFOGLALÓ. ( ) ( ) ( ) (a szorzás eredménye:vektor) 1.1. Vektorok közötti műveletek

5. Logaritmus. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 125 -öt kapjunk. A 3 5 -nek a 3. hatványa 5, log. x Mennyi a log kifejezés értéke?

PPKE ITK Algebra és diszkrét matematika DETERMINÁNSOK. Bércesné Novák Ágnes 1

Matematika (mesterképzés)

VEKTOROK ÉS MÁTRIXOK

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

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 )

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Vektorok és koordinátageometria

Középiskolás leszek! matematika. 13. feladatsor

V. Koordinátageometria

4. Hatványozás, gyökvonás

Absztrakt vektorterek

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

5. előadás. Skaláris szorzás

MATEMATIKA FELZÁRKÓZTATÓ TANFOLYAM

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

I. VEKTOROK, MÁTRIXOK

6. előadás. Vektoriális szorzás Vegyesszorzat

Heves Megyei Középiskolák Palotás József és Kertész Andor Matematikai Emlékversenye évfolyam (a feladatok megoldása)

l.ch TÖBBVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK HATÁRÉRTÉKE ÉS DIFFERENCIÁLHATÓSÁGA

Exponenciális és logaritmikus egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlôtlenségek

2. gyakorlat. A polárkoordináta-rendszer

Mátrixok és determinánsok

KIDOLGOZÁSA - INFORMATIKAI MATEMATIKA SZAK -

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA) Javítási-értékelési útmutató

Minta feladatsor I. rész

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

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

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

Néhány egyszerű tétel kontytetőre

VI. Deriválható függvények tulajdonságai

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) Az 1. forduló feladatainak megoldása

Bevezetés az algebrába 1

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

XX. Nemzetközi Magyar Matematika Verseny

Lineáris algebra mérnököknek

Numerikus módszerek 2.

Lineáris algebra mérnököknek

Valasek Gábor

17. előadás: Vektorok a térben

Lineáris algebra mérnököknek

OPTIMALIZÁLÁS LAGRANGE-FÉLE MULTIPLIKÁTOR SEGÍTSÉGÉVEL

11. évfolyam feladatsorának megoldásai

Lineáris algebra I. Vektorok és szorzataik

Ptolemaios-tétele, Casey-tétel, feladatok

Egy látószög - feladat

MATEMATIKA 9. osztály I. HALMAZOK. Számegyenesek, intervallumok

Térbeli pont helyzetének és elmozdulásának meghatározásáról - I.

Egy szép és jó ábra csodákra képes. Az alábbi 1. ábrát [ 1 ] - ben találtuk; talán már máskor is hivatkoztunk rá.

= n 2 = x 2 dx = 3c 2 ( 1 ( 4)). = π 13.1

Óravázlatok: Matematika 2. Tartományintegrálok

f (ξ i ) (x i x i 1 )

n m db. szám a i R Lehet a k, vagy a α. i, α szabad index a ij két indexű mennyiség (i sor index, j oszlop index) a ib j

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Exponenciális és Logaritmusos feladatok

Gyökvonás. Hatvány, gyök, logaritmus áttekintés

Bevezetés. Alapműveletek szakaszokkal geometriai úton

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

Ellenállás mérés hídmódszerrel

Kinematika: A mechanikának az a része, amely a testek mozgását vizsgálja a kiváltó okok (erők) tanulmányozása nélkül.

Laplace-transzformáció. Vajda István február 26.

Differenciálgeometria feladatok

IV. Algebra. Algebrai átalakítások. Polinomok

Lineáris egyenletrendszerek

Tehetetlenségi nyomatékok

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

Differenciálszámítás. Lokális szélsőérték: Az f(x) függvénynek az x 0 helyen lokális szélsőértéke

Végeredmények, emelt szintû feladatok részletes megoldása

Átírás:

Vektorok Vektoron irányított szkszt értünk A definíció értelmében tehát vektort kkor ismerjük, h ismerjük hosszát és z irányát A vektort kövér kis betűkkel (, b stb) jelöljük, megkülönböztetve z, b számoktól, melyeket sklároknk (skláris mennyiségeknek) nevezünk A vektor bszolút értéke z irányított szksz hossz Az vektor bszolút értékének jelölése: 0 H vektor hossz egységnyi, kkor egységvektornk nevezzük Jelölése:, b 0 Nullvektor (zérusvektor) z olyn vektor, melynek hossz null Jele: 0 Két vektort egyenlőnek tekintünk, h párhuzmos eltolássl egymásb átvihetők (fedésbe hozhtók), zz, h z eltolás után kezdőpontjuk és végpontjuk is egybeesik Műveletek vektorokkl Az és b vektorok + b összegén következő vektort értjük: b vektort eltoljuk önmgávl párhuzmosn úgy, hogy kezdőpontj z vektor végpontjávl essék egybe Ezután z vektor kezdőpontját z eltolt b vektor végpontjávl összekötő vektort képezzük Ez lesz z + b vektor (prlelogrmm szbály) Több vektor összege pl z ábrán áthtó módon képezhető: 1

Az összedás kommuttív és sszocitív, zz b c b c b b és Két vektor különbsége z vektor, mely z végpontjából indul és végpontjáb mutt Tehát z különbségvektor olyn vektor, melyre Vektor szorzás számml Az vektor -szorosán ( vlós szám) zt -vl jelölt vektort értjük, melynek bszolút értéke, irány pedig irányávl egyező, h pozitív, és zzl ellentétes, h negtív H z vektort megszorozzuk számml, kkor szorztvektor hossz egységnyi lesz Ugynis 1 1 1 Tehát egy vektor egységvektorát kpjuk, h bszolút értékével osztjuk: 2

A skláris szorzt 0 1 Az és b vektorok b-vel jelölt skláris szorzt két vektor bszolút értékének és z áltluk közrezárt szög koszinuszánk szorzt, zz b b cos, hol z és b vektor áltl közrezárt szög Az és b vektor skláris szorztánk jelölésére hsználtos z, b jelölés is Az értelmezésből láthtó, hogy skláris szorzás eredménye egy szám (sklár) Továbbá, h két vektor merőleges egymásr 90, kkor skláris szorztuk null, mert cos 0 Ennek fordítottj is igz H két vektor skláris szorzt null, kkor két vektor egymásr merőleges A skláris szorzás kommuttív és (z összedásr nézve) disztributív: A vektoriális szorzás bc c bc b b és Az és b vektorok vektoriális szorztán zt z b vektort értjük, mely merőleges mindkét vektorr, hossz sin, hol φ két vektor áltl közrezárt szög Az lkotnk, b,b vektorok jobbsodrású rendszert H és párhuzmosk, zz 0, kkor 0 Ez egyúttl zt jelenti, hogy, tehát két párhuzmos vektor vektoriális szorzt nullvektor A vektoriális szorzás nem kommuttív, mert z áll fenn, hogy 3

A disztributív törvény viszont érvényes, zz Megjegyzés: Az értelmezésből látszik, hogy vektor hossz z, z és vektorok áltl kifeszített prlelogrmm területével egyenlő, hol prlelogrmm lpj, sin mgsság A vegyes szorzt Az,, vektorok vegyes szorztán z szorztot értjük, és ezt -vel jelöljük, zz A vegyes szorzt egy sklár (szám), mert szorztát kell venni Vektorok koordinátás megdás vektor, mint számhárms b is és c is vektor, és e két vektor skláris Vegyünk fel térben egy O pontot, és e pontból kiinduló, páronként egymásr merőleges három egységvektort Jelölje ezeket rendre,,, úgy, hogy ebben sorrendben jobbsodrású rendszert lkossnk, hsonlón, hogy térbeli Descrtes-féle koordinátrendszer x, y, z tengelyei Ezek vektorok bázisvektorok Mutsson vektor z O pontból,, pontb Ekkor előállíthtó,, vektorok összegeként: A,, számokt vektor koordinátáink nevezzük, pontosbbn z i, j, k bázisr vontkozó koordinátáink Így vektort megdhtjuk koordinátáivl, zz, h 3 dott sorrendű vlós számot megdunk, kkor ez egy háromdimenziós vektort jelent Az lábbi jelöléseket hsználjuk ;,, (Az,, egységvektorokt szokás e 1, e2, e3 módon is jelölni) Pl A (2,1,4) vektor: VEKTORMŰVELETEK KOORDINÁTÁKKAL A vektor bszolút értéke A,, vektor bszolút értéke: 2 2 2 v v1 v2 v3 4

Legyen dott 3,1,2 vektor Számítsuk ki z bszolút értékét! Megoldás: 3 1 2 14 Vektorok egyenlősége A koordinátás lkbn megdott vektorok egyenlőségét z lábbi módon értelmezzük Tekintsünk két vektort 1 i 2 j 3k 1, 2, 3 és b b1 i b2 j b3k b1, b2, b3 Az és b vektorok kkor és csk kkor egyenlők, h 1 b1, 2 b2, 3 b3, zz z zonos indexű koordinátáik egyenlők Vektorok összege (különbsége) Az és b vektorok összege (különbsége): b 1 b1, 2 b2, 3 b3 Két vektor összegét (különbségét) tehát úgy képezzük, hogy megfelelő koordinátákt összedjuk (kivonjuk) Legyen 2,3,1 és 1,4,5 Számítsuk ki két vektor összegét! Megoldás: 3, 1,4 Sklárrl vló szorzás Az vektornk számml vló szorzt:,, A vektort úgy szorozzuk egy számml, hogy mindhárom koordinátáját megszorozzuk ugynzzl számml Legyen 2,3,1 Számítsuk ki 4-t! 5

Megoldás: 4 4 2,4 3,4 1 8,12,4 Az egységvektor koordinátás lkj A sklárrl vló szorzássl fel tudjuk írni v vektor egységvektorát: 0 v v 1 v 1 v2 3 v,, v v v v v v Írjuk fel z 2, 3,3 vektor egységvektorát Megoldás: Mivel 4 3 9 16 4, ezért 0 1 4 1 4 2 2, 3,3, 3, 4 4 4 Skláris szorzt Legyen 1, 2, 3 ; b b1, b2, b3 A két vektor b skláris szorzt: b 1b1 2b2 3b3 Két vektor skláris szorztát tehát úgy számíthtjuk ki, hogy megfelelő koordináták szorztát összedjuk Megmuttjuk, hogy ez geometrii definícióból következik Ugynis skláris szorzt értelmezése szerint ii jj kk 11cos 0 1; ij ik jk 11cos 90 0 Ezeket felhsználv, b 1i 2 j 3kb 1i b2 j b3k 1b1 2b2 3b3 Legyen 6,2,1 és 1, 1,2 Számítsuk ki b-t! Megoldás 6 12 11 26 Megjegyzés A skláris szorzt értelmezéséből z is kiolvshtó, hogy két vektor áltl közrezárt szög koszinusz: cos Ezt felhsználv,,, vektor x tengellyel (így z vektorrl) közrezárt szögének koszinusz: vi v1 cos v 1 v Ugynígy z y ill z tengellyel bezárt szög koszinusz: 6

v2 v3 cos ill cos v v Ezeket z eredményeket összevetve z egységvektor koordinátás lkjávl, zt kpjuk, hogy v 0 cos, cos, cos Az egységvektor koordinátái tehát z ún iránykoszinuszok 2 0 0 Mivel v 1 v, ezért 2 2 2 cos cos cos 1 A 1,1, 2 vektor egységvektor 1,1, 2 Tehát cos, cos, cos Így vektor z x, y, z tengellyel közrezárt szögei rendre: 120, 60, 45 Vektoriális szorzt Legyen,,,,, Akkor két vektor vektoriális szorzt:, zz,, Megmuttjuk, hogy vektoriális szorztnk ez kiszámítási módj geometrii definícióból következik A vektoriális szorzt értelmezése szerint: i i j j k k 0 i j k, jk i, k i j, j i k, k j i, i k j Ezeket felhsználv, i j k b i b j k b 1 2 3 1 2 b3 1b2k 1b 3j 2b1 k 2b3i 3b1 j 3b2 i 2b3 3b2 i 1b3 3b1 j 1b2 2b1 k 7

A vektoriális szorzt kiszámítás determináns segítségével A fenti "képletet" nehéz megjegyezni, ezért z vektoriális szorztot determináns segítségével számítjuk ki Másodrendű determináns Legyen dv z lkzt (táblázt, később mjd mátrixnk nevezzük) Az indexek zt dják meg, hogy z elem melyik sor (első index) melyik oszlopábn (második index) helyezkedik el A táblázt elemeiből lkotott kifejezéssel táblázt determinánsát djuk meg, és ennek jelölése Számítsuk ki determinánst! Megoldás: 4 2 3 5 4 2 4 53 214 3 5 Hrmdrendű determináns A hrmdrendű determináns kiszámítását visszvezetjük másodrendű determinánsok kiszámításár következő módon: A megjelenő másodrendű determinánsokt úgy képezzük, hogy hrmdrendű determinánsból töröljük zt sort és zt z oszlopot, melyben z előttük álló elem 8

szerepel (Pl Az melletti determináns úgy jön létre, hogy kihúztuk z első sort és első oszlopot; z melletti úgy, hogy kihúztuk z első sort és második oszlopot és negtív előjelet írunk, z mellettinél z első sort és hrmdik oszlopot) Az így kpott másodrendű determinánsokt már ki tudjuk számítni Lásd: 9 8 7 6 5 4 9 5 4 4 5 86 76 0 2 1 3 1 3 2 3 2 1 A determináns segítségével vektoriális szorzt következőképpen írhtó fel: Számítsuk ki z 1,3,2 és 2,4,1 vektorok vektoriális szorztát és z áltluk kifeszített prlelogrmm területét! Megoldás: 1 3 2 5 3 2 5,3, 2 2 4 1 A két vektor áltl kifeszített prlelogrmm területe,, zz 38 Megjegyzés: Az szorztot kétszeres vektoriális szorztnk nevezzük Érvényes z ún kifejtési tétel: Vegyes szorzt Legyen,,,,,,,,, kkor három vektor vegyes szorzt z lábbi módon számíthtó ki: 1 2 3 bc bc b1 b2 b3 c1 c2 c3 (H elvégezzük koordinátákkl z b mjd z bc szorzást éppen zt z értéket kpjuk meg, mit determináns d) 9

Megjegyzés: Az bc vegyes szorzt bszolút értéke három vektor áltl kifeszített prlelepipedon (prlelogrmm lpú hsáb) térfogtát dj H vegyes szorzt értéke null, kkor három vektor egy síkbn vn Az értelmezésből z is következik, hogy bc bc cb, vgyis tényezők ciklikus cseréje esetén vegyes szorzt értéke nem változik Viszont két egymás melletti tényező cseréje előjelváltást eredményez, zz bc cb cb bc Számítsuk ki z 9,8,7, 6,5,4 és 3,2,1 vektorok vegyes szorztát! Megoldás: 9 8 7 6 5 4 0 3 2 1 A három vektor áltl kifeszített prlelepipedon térfogt tehát null, ezért három vektor egy síkbn vn 10