Пусть , , – скаляр.
1°. Û , , .
2°. .
3°. .
4°. Длина (модуль) вектора: .
5°. Условие параллельности векторов: || Û .
6°. Чтобы найти координаты вектора надо из координат его конца вычесть координаты начала .
Пример. Найти длину вектора , если , .
Решение. По 6°: , . Его длина (4°): (ед).
3. 3. Скалярное произведение векторов есть число, вычисляемое по формуле:
.
Угол между векторами:
Условие перпендикулярности векторов: Û Û .
Проекция вектора на направление : .
Пример. Найти угол между векторами ; .
Решение. Находим ; ,
; ,
.
3. 4. Векторное произведение.
Векторным произведением на называется вектор , удовлетворяющим трем условиям
1. ,
2. ; ,
3. образуют правую тройку, т. е. с конца вектора вращение от к , по наименьшему углу, выглядит против часовой стрелки.
Обозначают .
Обратите внимание, .
— модуль векторного произведения численно равен площади параллелограмма, построенного на векторах и как на сторонах.
Если известны координаты сомножителей, то
.
Пример. Построить векторы , , .
; . Найти площадь параллелограмма, построенного на векторах и как на сторонах.
Решение. Найдем вектор .
.
Сделаем чертеж.
На векторах и , как на сторонах, строим параллелограмм ОАВD. Его площадь численно равна , т. е. длине вектора .
;
Площадь параллелограмма .
3. 5. Смешанное произведение трех векторов есть число
.
В координатной форме:
.
Модуль смешанного произведения — численно равен объему параллелепипеда, построенного на векторах , как на сторонах.
Смешанное произведение имеет знак плюс, если тройка векторов — правая, минус, если тройка левая.
Условие компланарности векторов. Векторы компланарны (лежат в одной плоскости) тогда и только тогда, когда их смешанное произведение равно нулю, т. е.
.
Разложение вектора по базису.
Любые три вектора , , , не лежащие в одной плоскости, могут быть приняты за базис в . Всякий вектор может быть разложен по этому базису, т. е. представлен в виде .
Пример. Найти объем параллелепипеда, построенного на векторах
; , .
Решение. Найдем смешанное произведение
,
Объем
Пример. Убедиться, что векторы не лежат в одной плоскости, написать разложение вектора по векторам если
; ; ; .
Решение. 1) Проверяем условие компланарности для векторов .
не лежат в одной плоскости и могут быть приняты за базис.
2) Разложим вектор по векторам :
.
Чтобы найти запишем это равенство для каждой координаты
Решив систему уравнений любым известным способом, находим ; ; . Значит, .