- •Основы векторной алгебры
- •2.1. Свободные векторы
- •Опр. Свободный вектор - упорядоченная пара точек.
- •Опр. Длина (модуль) вектора
- •Опр. Векторы, расположенные на одной прямой или параллельных прямых
- •Итак, если дан вектор à , то существует бесконечное множество векторов, равных à
- •Опр. Три и более вектора компланарны, когда они расположены в одной плоскости, если
- •Опр. Углом между двумя векторами a è b называется наменьший угол между
- •2.2. Линейные операции над векторами
- •Сложение векторов
- •• Правило треугольника
- •Свойства операции сложения
- •Замечание.
- •Умножение вектора на число
- •Свойства
- •Первый признак коллинеарности двух ненулевых векторов
- •Замечание.
- •Опр. Единичный вектор, направление
- •Замечание.
- •2.3. Линейная зависимость и независимость векторов
- •Опр. Если {a1, a2 ,..., an } -
- •Если же все коэффициенты 1 , 2 ,..., n равны нулю, то комбинация
- •Опр. Система векторов
- •Замечание. Существует также другой критерий линейно зависимых(независимых) векторов, очень полезный на практике: Теорема.
- •Следствия
- •2. Если среди векторов системы какие- либо k векторов линейно зависимы, то и
- •Максимальное число линейно независимых векторов
- •Следствия
- •2. На плоскости или в R2
- •Теорема. Всякие три вектора линейно зависимы тогда и только тогда, когда они компланарны.
- •Следствия
- •3. В трехмерном пространстве или R3
- •Следствия
- •Опр. Тройка некомпланарных
- •2.4. Векторные пространства и базисы
- •Если, кроме того, эта система векторов { a 1 , a 2 ,...,
- •Замечание. Из сказанного выше следует, что базисом прямой, плоскости или пространства является любая
- •2. На плоскости или R2
- •3. В пространстве или R3
- •Теорема. Разложение вектора по базису единственно.
- •Замечание
- ••Обычно будем использовать ортонормированные базисы:
Сложение векторов
a |
|
b |
|
c |
• Правило параллелограмма
a
с
b
• Правило треугольника
a |
b |
с
Свойства операции сложения
1. |
|
|
|
|
|
|
|
a b b a |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2. (a b) |
c |
a |
(b |
c) |
|||
3. |
|
|
|
|
|
|
|
a 0 a |
|
|
|
|
|||
4. |
|
|
|
|
|
|
|
a |
a |
0 |
|
|
|
Замечание.
• Правило многугольника.
a
R
b
c
R |
|
a |
|
b |
|
c |
Умножение вектора на число
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
причем |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a b, |
|
|||||||||
1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
b |
|
|
|
|
a |
|
|
|
a, |
b a, 0 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
b |
|
|
a |
|
|
|
a |
|
, b |
a, |
|||||||||||||||
3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
0 a |
0, 0 |
0, a, |
|
à |
0,5à |
Свойства
|
|
|
|
1. (a b) a b |
|||
|
|
|
|
2. ( )a |
a |
a |
|
3. |
|
|
|
( a) ( )a |
|||
4. |
|
|
|
1 a a |
|
ãäå , const.
Первый признак коллинеарности двух ненулевых векторов
(следует из определения)
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
a |
|
|
|
b a |
b, b a, |
ãäå è |
- некоторые числа. |
Замечание.
Вычитание векторов
b
a
с
a |
b |
a
a |
|
b |
|
a |
|
( |
|
1 |
) |
|
b |
Опр. Единичный вектор, направление
которого совпадает с вектором a 0 называется ортом (орт-вектором) вектора a и обозначается a 0 , т.е.
|
|
|
|
|
|
1. |
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
a0 |
a, |
|
a0 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a 0 |
|
|
|||||
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
. |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
a |
|
a, |
a |
a |
|
|
a |
|||||||||
Очевидно, |
что |
если |
|
|
|
|
|
|
|
, то |
|
|||||
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Замечание.
•Множество всех свободных векторов
на прямой будем обозначать R1, на плоскости - R2, в пространстве - R3.
•Множества R1, R2, R3 вместе с введёнными выше линейными операциями над векторами
называются также векторными пространствами R1, R2, R3.