1. Умножение вектора на число. Произведением вектора на число называется вектор , который имеет длину , коллинеарен вектору , имеет направление вектора , если , и противоположное направление, если .
Например, если дан вектор , то векторы и будут иметь вид:
2. Сложение векторов. Пусть даны произвольные векторы и .Сумму векторов можно построить по правилу треугольника и по правилу параллелограмма.
3. Вычитание векторов можно заменить сложением вектора с вектором, противоположным вектору .
4. Свойства линейных операций.
1) | - переместительное свойство сложения; |
2) | - сочетательное свойство сложения; |
3) | - сочетательное свойство умножения на число; |
4) | - распределительное свойство относительно суммы чисел; |
5) | - распределительное свойство относительно суммы векторов. |
Разложение вектора по базису. Координаты вектора
Модуль вектора. Направляющие косинусы
Пусть - единичные векторы осей координат, т.е. и каждый из них одинаково направлен с координатными осями. Тройка векторов называется координатным базисом.
Теорема. Любой вектор пространства можно разложить по базису , т.е. представить в виде , где - некоторые числа (буквы: - «мю», - «ню»).
Это разложение единственное.
q Доказательство. Приложим вектор к началу координат, обозначим его конец . Проведем через точку плоскости, перпендикулярные осям координат. Пусть , , -точки пересечения этих плоскостей с осями координат.
Существует единственная тройка чисел , , таких, что
n.
Формула называется разложением вектора по координатному базису.
Числа , , -называются координатами вектора , т.е. координаты вектора есть его проекции на соответствующие координатные оси. В символическом виде записывают .
Например, если , то его координаты .
Зная координаты вектора , длину его можно найти по формуле
Если известны координаты точек и , то координаты вектора равны: .
Пусть углы вектора с осями , , соответственно равны , , . Числа , , называются направляющими косинусами вектора .
; ; ;
- основное свойство направляющих косинусов вектора.
Действия над векторами, заданными координатами
Пусть векторы и заданы своими координатами.
При сложении (вычитании) векторов их одноименные координаты складываются (вычитаются), т.е.
При умножении вектора на число координаты его умножаются на это число, т.е. .
Если вектор коллинеарен вектору , то можно записать , где - некоторое число, т.е. , , . Отсюда, , , или - условие коллинеарности векторов.