Как найти вектор в треугольнике зная два других

Сложение векторов: длина суммы векторов и теорема косинусов
Содержание
  1. Определения скалярного произведения векторов через угол между ними
  2. Сложение векторов — решение примеров
  3. Выполнить сложение и вычитание векторов самостоятельно, а затем посмотреть решение
  4. Как указать вектор в треугольнике
  5. Сложение и вычитание векторов
  6. Сумма векторов. Сложение векторов. Правило треугольника
  7. Разность векторов. Вычитание векторов
  8. Умножение вектора на число
  9. Как построить вектор треугольника
  10. Сложение и вычитание векторов
  11. Сумма векторов. Сложение векторов. Правило треугольника
  12. Разность векторов. Вычитание векторов
  13. Умножение вектора на число
  14. Сложение векторов
  15. Сумма и разность векторов
  16. Сумма векторов
  17. Формула сложения векторов
  18. Свойства сложения векторов
  19. Разность векторов
  20. Формула вычитания векторов
  21. Примеры задач
  22. Операции с векторами
  23. Правильно — векторы
  24. Сложение
  25. Интуитивное изображение сложения
  26. Вычитание
  27. Длина вектора
  28. Умножение и деление вектора на число
  29. Да вроде несложно!
  30. Что дальше
  31. Нахождение длины вектора, примеры и решения
  32. Длина вектора — основные формулы
  33. Длина вектора через координаты точек его начала и конца
  34. Нахождение длины вектора по теореме косинусов

Видео:Вектор. Сложение и вычитание. 9 класс | МатематикаСкачать

Вектор. Сложение и вычитание. 9 класс | Математика

Определения скалярного произведения векторов через угол между ними

Сложение векторов по правилу треугольника (суммой векторов Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два другихназывается вектор Как найти вектор в треугольнике зная два других, начало которого совпадает с началом вектора Как найти вектор в треугольнике зная два других, а конец — с концом вектора Как найти вектор в треугольнике зная два других, при условии, что начало вектора Как найти вектор в треугольнике зная два другихприложено к концу вектора Как найти вектор в треугольнике зная два других) даёт возможность упрощать выражение перед вычислением произведений векторов.

Сложение векторов, заданных координатами (при сложении одноимённые координаты складываются) даёт возможность узнать, как расположен относительно начала координат вектор, являющийся суммой слагаемых векторов. Подробно эти две операции разбирались на уроке «Векторы и операции над векторами».

Теперь же нам предстоит узнать, как найти длину вектора, являющегося результатом сложения векторов. Для этого потребуется использовать теорему косинусов. Такую задачу приходится решать, например, когда дорога из пункта A в пункт С — не прямая, а отклоняется от прямой, чтобы пройти ещё через какой-то пункт B, а нужно узнать длину предполагаемой прямой дороги. Кстати, геодезия — одна из тех сфер деятельности, где тригонометрические функции применяются во всех их полноте.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

При сложении векторов для нахождения длины суммы векторов используется теорема косинусов. Пусть Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два других— векторы, Как найти вектор в треугольнике зная два других— угол между ними, а Как найти вектор в треугольнике зная два других— сумма векторов как результат сложения векторов по правилу треугольника. Тогда верно следующее соотношение:

Как найти вектор в треугольнике зная два других,

где Как найти вектор в треугольнике зная два других— угол, смежный с углом Как найти вектор в треугольнике зная два других. У смежных углов одна сторона общая, а другие стороны лежат на одной прямой (см. рисунок выше).

Поэтому для сложения векторов и определения длины суммы векторов нужно извлечь квадратный корень из каждой части равенства, тогда получится формула длины:

Как найти вектор в треугольнике зная два других.

В случае вычитания векторов (Как найти вектор в треугольнике зная два других) происходит сложение вектора Как найти вектор в треугольнике зная два другихс вектором Как найти вектор в треугольнике зная два других, противоположным вектору Как найти вектор в треугольнике зная два других, то есть имеющим ту же длину, но противоположным по направлению. Углы между и Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два другихи между Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два другихявляются смежными углами, у них, как уже было отмечено, одна сторона общая, а другие стороны лежат на одной прямой. В случае вычитания векторов для нахождения длины разности векторов нужно знать следующее свойство косинусов смежных углов:

косинусы смежных углов равны по абсолютной величине (величине по модулю), но имеют противоположные знаки.

Перейдём к примерам.

Видео:Угол между векторами. 9 класс.Скачать

Угол между векторами. 9 класс.

Сложение векторов — решение примеров

Пример 1. Векторы Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два другихобразуют угол Как найти вектор в треугольнике зная два других. Их длины: Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два других. Выполнить сложение векторов и найти их сумму Как найти вектор в треугольнике зная два других. Выполнить вычитание векторов и найти их разность Как найти вектор в треугольнике зная два других.

Решение. Из элементарной тригонометрии известно, что Как найти вектор в треугольнике зная два других.

Шаг 1. Выполняем сложение векторов. Находим длину суммы векторов, поставляя в формулу длины косинус угла, смежного с углом между векторами:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Шаг 2. Выполняем вычитание векторов. Находим длину разности векторов, подставляя в формулу косинус «изначального» угла:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Выполнить сложение и вычитание векторов самостоятельно, а затем посмотреть решение

Пример 2. Векторы Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два другихобразуют угол Как найти вектор в треугольнике зная два других. Их длины: Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два других. Выполнить сложение векторов и найти их сумму Как найти вектор в треугольнике зная два других. Выполнить вычитание векторов и найти их разность Как найти вектор в треугольнике зная два других.

Пример 3. Даны длины векторов Как найти вектор в треугольнике зная два другихи длина их суммы Как найти вектор в треугольнике зная два других. Найти длину их разности Как найти вектор в треугольнике зная два других.

Шаг 1. По теореме косинусов составляем уравнение, чтобы найти косинус угла, смежного с углом между векторами и находим его:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Не забываем, что косинус смежного угла получился со знаком минус. Это значит, что косинус «изначального» угла будет со знаком плюс.

Шаг 2. Выполняем вычитание векторов. Находим длину разности векторов, подставляя в формулу косинус «изначального» угла:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Пример 4. Даны длины векторов Как найти вектор в треугольнике зная два другихи длина их разности Как найти вектор в треугольнике зная два других. Найти длину их суммы Как найти вектор в треугольнике зная два других.

Шаг 1. По теореме косинусов составляем уравнение, чтобы найти косинус «изначального» угла (задача обратная по отношению к примеру 1) и находим его:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Шаг 2. Меняем знак косинуса и получаем косинус смежного угла между Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два других:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Шаг 3. Выполняем сложение векторов. Находим длину суммы векторов, подставляя в формулу косинус смежного угла:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Пример 5. Векторы Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два другихвзаимно перпендикулярны, а их длины Как найти вектор в треугольнике зная два других. Найти длину их суммы Как найти вектор в треугольнике зная два другихи и длину их разности Как найти вектор в треугольнике зная два других.

Два смежных угла, как нетрудно догадаться из приведённого в начале урока определения, в сумме составляют 180 градусов. Следовательно, смежный с прямым углом (90 градусов) угол — тоже прямой (тоже 90 градусов). Косинус такого угла равен нулю, то же самое относится и к косинусу смежного угла. Поэтому, подставляя это значение в выражения под корнем в формуле длины суммы и разности векторов, получаем нули как последние выражения — произведения под знаком корня. То есть длины суммы и разности данных векторов равны, вычисляем их:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Пример 6. Какому условию должны удовлетворять векторы Как найти вектор в треугольнике зная два другихи Как найти вектор в треугольнике зная два других, чтобы имели место слелующие соотношения:

1) длина суммы векторов равна длине разности векторов, т. е. Как найти вектор в треугольнике зная два других,

2) длина суммы векторов больше длины разности векторов, т. е. Как найти вектор в треугольнике зная два других,

3) длина суммы векторов меньше длины разности векторов, т. е. Как найти вектор в треугольнике зная два других?

Находим условие для первого соотношения. Для этого решаем следующее уравнение:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

То есть, для того, чтобы длина суммы векторов была равна длине их разности, необходимы, чтобы косинус угла между ними и косинус смежного ему угла были равны. Это условие выполняется, когда углы образуют прямой угол.

Находим условие для второго соотношения. Решаем уравнение:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Найденное условие выполняется, когда косинус угла между векторами меньше косинуса смежных углов. То есть, чтобы длина суммы векторов была больше длины разности векторов, необходимо, чтобы углы образовали острый угол (пример 1).

Находим условие для третьего соотношения. Решаем уравнение:

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Найденное условие выполняется, когда косинус угла между векторами больше косинуса смежных углов. То есть, чтобы длина суммы векторов была меньше длины разности векторов, необходимо, чтобы углы образовали тупой угол.

Видео:Выразить векторы. Разложить векторы. Задачи по рисункам. ГеометрияСкачать

Выразить векторы. Разложить векторы. Задачи по рисункам. Геометрия

Как указать вектор в треугольнике

Видео:Угол между векторами | МатематикаСкачать

Угол между векторами | Математика

Сложение и вычитание векторов

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Теорема 1 От любой точки ( K ) можно отложить вектор единственный ( overrightarrow ) .

Существование: Имеем два следующих случая:

Здесь получаем, что искомый нами вектор совпадает с вектором ( overrightarrow ) .

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Из данного выше построения сразу же будет следовать единственность данного вектора.

Видео:Как находить угол между векторамиСкачать

Как находить угол между векторами

Сумма векторов. Сложение векторов. Правило треугольника

Сложение векторов выполняется по правилу треугольника или по правилу параллелограмма.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Такая операция выполняется по правилу многоугольника.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Сумма векторов в координатах
При сложении двух векторов соответствующие координаты складываются.
( vec + vec = left( + , + , + > right) )

Отметим несколько свойств сложения двух векторов:

Для произвольного вектора ( overrightarrow ) выполняется равенство

Для произвольных точек ( A, B и C ) справедливо следующее равенство

Замечание Таким способом также можно строить сумму любого числа векторов. Тогда оно будет носить название правила многоугольника.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Видео:Математика без Ху!ни. Смешанное произведение векторовСкачать

Математика без Ху!ни. Смешанное произведение векторов

Разность векторов. Вычитание векторов

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Разность двух одинаковых векторов равна нулевому вектору :
( vec — vec = vec )

Длина нулевого вектора равна нулю:
( left| vec right| = 0 )

Разность векторов в координатах
При вычитании двух векторов соответствующие координаты также вычитаются.
( vec — vec = left( — , — , — > right) )

Видео:Найдите площадь треугольника АВС, если А(5;2;6), В(1;2;0), С(3;0;3)Скачать

Найдите площадь треугольника АВС, если А(5;2;6), В(1;2;0), С(3;0;3)

Умножение вектора на число

Пусть нам дан вектор ( overrightarrow ) и действительное число ( k ) .

Длина вектора ( overrightarrow ) равна ( left|overrightarrow right|=left|kright||overrightarrow| ) ;

Обозначение: ( overrightarrow =koverrightarrow ) .

Видео:Нахождение длины вектора через координаты. Практическая часть. 9 класс.Скачать

Нахождение длины вектора через координаты. Практическая часть. 9 класс.

Как построить вектор треугольника

Видео:Нахождение координат вектора. Практическая часть. 9 класс.Скачать

Нахождение координат вектора. Практическая часть. 9 класс.

Сложение и вычитание векторов

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Теорема 1 От любой точки ( K ) можно отложить вектор единственный ( overrightarrow ) .

Существование: Имеем два следующих случая:

Здесь получаем, что искомый нами вектор совпадает с вектором ( overrightarrow ) .

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Из данного выше построения сразу же будет следовать единственность данного вектора.

Видео:Координаты вектора. 9 класс.Скачать

Координаты вектора. 9 класс.

Сумма векторов. Сложение векторов. Правило треугольника

Сложение векторов выполняется по правилу треугольника или по правилу параллелограмма.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Такая операция выполняется по правилу многоугольника.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Сумма векторов в координатах
При сложении двух векторов соответствующие координаты складываются.
( vec + vec = left( + , + , + > right) )

Отметим несколько свойств сложения двух векторов:

Для произвольного вектора ( overrightarrow ) выполняется равенство

Для произвольных точек ( A, B и C ) справедливо следующее равенство

Замечание Таким способом также можно строить сумму любого числа векторов. Тогда оно будет носить название правила многоугольника.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Видео:Уравнения стороны треугольника и медианыСкачать

Уравнения стороны треугольника и медианы

Разность векторов. Вычитание векторов

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Разность двух одинаковых векторов равна нулевому вектору :
( vec — vec = vec )

Длина нулевого вектора равна нулю:
( left| vec right| = 0 )

Разность векторов в координатах
При вычитании двух векторов соответствующие координаты также вычитаются.
( vec — vec = left( — , — , — > right) )

Видео:Вычитание векторов. 9 класс.Скачать

Вычитание векторов. 9 класс.

Умножение вектора на число

Пусть нам дан вектор ( overrightarrow ) и действительное число ( k ) .

Длина вектора ( overrightarrow ) равна ( left|overrightarrow right|=left|kright||overrightarrow| ) ;

Обозначение: ( overrightarrow =koverrightarrow ) .

Видео:Площадь треугольника, построенного на векторахСкачать

Площадь треугольника, построенного на векторах

Сложение векторов

Часть математических и физических задач содержит необходимость математических действий с векторами (сложение и вычитание).

Проиллюстрируем сложение. Пусть даны вектора и , попытаемся найти вектор .

Способ 1. Метод сложения треугольником

Возьмём необходимые вектора и параллельным переносом совместим конец первого вектора ( ) и начало второго ( ) (рис. 1)

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Рис. 1. Сложение векторов (правило треугольника)

Тогда вектор, соединяющий начальную точку первого вектора ( ) и конец второго ( ), является вектором ( ).

Способ 2. Метод сложения параллелограммом

Возьмём необходимые вектора и параллельным переносом совместим начало первого вектора ( ) и начало второго ( ) (рис. 2). Параллельным переносом совместим конец каждого вектора с началом другого.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Рис. 2. Сложение векторов (правило параллелограмма)

Тогда вектор, соединяющий общую начальную точку первого ( ) и второго ( ) векторов и общий конец данных векторов, является вектором суммы ( ).

Вывод: в ряде задач, где присутствуют несколько однородных векторных физических величин, часто необходимо найти общий вектор (общую скорость, равнодействующую силу, полный вектор магнитной индукции или электрической напряжённости поля). Тогда необходимо сначала сложить вектора, а потом найти модуль получившегося вектора.Чаще всего первый метод используется в кинематике (сложение скоростей). Второй метод часто используют в динамике.

Видео:Вычисляем угол через координаты вершинСкачать

Вычисляем угол через координаты вершин

Сумма и разность векторов

В данной публикации мы рассмотрим, как найти сумму и разность векторов, приведем геометрическую интерпретацию, а также формулы, свойства и примеры этих действий.

Видео:Сложение векторов. 9 класс.Скачать

Сложение векторов. 9 класс.

Сумма векторов

Сложение векторов выполняется по правилу треугольника.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Геометрическая интерпретация:

Суммой a и b является вектор c , начало которого совпадает с началом a , а конец – с концом b . При этом конец вектора a должен совпадать с началом вектора b .

Для сложения векторов также используется правило параллелограмма.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Два неколлинеарных вектора a и b можно привести к общему началу, и в этом случае их суммой является вектор c , совпадающий с диагональю параллелограмма и берущий начало в той же точке, что и исходные векторы.

Формула сложения векторов

Элементы вектора c равняются попарной сумме соответствующих элементов a и b .

<td data-cell-id="B1" data-x="1" data-y="1" data-db-index="1" data-cell-type="text" data-original-value=" a + b = x+ bx; ay + by> » data-order=» a + b = x + bx; ay + by> » style=»min-width:55.0847%; width:55.0847%;»> a + b = x + bx; ay + by>

<td data-cell-id="B2" data-x="1" data-y="2" data-db-index="2" data-cell-type="text" data-original-value=" a + b = x+ bx; ay + by; az + bz> » data-order=» a + b = x + bx; ay + by; az + bz> «> a + b = x + bx; ay + by; az + bz>

<td data-cell-id="B3" data-x="1" data-y="3" data-db-index="3" data-cell-type="text" data-original-value=" a + b = 1+ b1; a2 + b2; . an + bn> » data-order=» a + b = 1 + b1; a2 + b2; . an + bn> «> a + b = 1 + b1; a2 + b2; . an + bn>

Для плоских задач
Для трехмерных задач
Для n-мерных векторов

Свойства сложения векторов

1. Коммутативность: a + b = b + a

2. Ассоциативность: ( a + b ) + c = a + ( b + c )

3. Прибавление к нулю: a + 0 = a

4. Сумма противоположных векторов: a + (- a ) = 0

Примечание: Вектор – a коллинеарен и равен по длине a , но имеет противоположное направление, из-за чего называется противоположным.

Видео:18+ Математика без Ху!ни. Скалярное произведение векторов. Угол между векторами.Скачать

18+ Математика без Ху!ни. Скалярное произведение векторов. Угол между векторами.

Разность векторов

Для вычитания векторов также применяется правило треугольника.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Если из вектора a вычесть b , то получится c , причем должно соблюдаться условие:

Формула вычитания векторов

Элементы вектора c равны попарной разности соответствующих элементов a и b .

<td data-cell-id="B1" data-x="1" data-y="1" data-db-index="1" data-cell-type="text" data-original-value=" a — b = x— bx; ay — by> » data-order=» a — b = x — bx; ay — by> » style=»min-width:55.0847%; width:55.0847%;»> a — b = x — bx; ay — by>

<td data-cell-id="B2" data-x="1" data-y="2" data-db-index="2" data-cell-type="text" data-original-value=" a — b = x— bx; ay — by; az — bz> » data-order=» a — b = x — bx; ay — by; az — bz> «> a — b = x — bx; ay — by; az — bz>

<td data-cell-id="B3" data-x="1" data-y="3" data-db-index="3" data-cell-type="text" data-original-value=" a — b = 1— b1; a2 — b2; . an — bn> » data-order=» a — b = 1 — b1; a2 — b2; . an — bn> «> a — b = 1 — b1; a2 — b2; . an — bn>

Для плоских задач
Для трехмерных задач
Для n-мерных векторов

Видео:Скалярное произведение векторов. 9 класс.Скачать

Скалярное произведение векторов. 9 класс.

Примеры задач

Задание 1
Вычислим сумму векторов и .

Задание 2
Найдем разность векторов и .

Видео:Задача о векторах, построенных на медиане, биссектрисе и высоте треугольникаСкачать

Задача о векторах, построенных на медиане, биссектрисе и высоте треугольника

Операции с векторами

Как сложить и перемножить векторы (и зачем).

Мы постепенно показываем вам математику за пределами школьной программы. Начинали со знакомства с векторами, теперь сделаем следующий шаг.

Напомним основные мысли:

  • Вектор — это абстрактное понятие, которое представляет собой организованную последовательность каких-то чисел.
  • В виде вектора можно представить координаты предмета в каком-то пространстве; площадь квартиры и её стоимость; цифровые данные анкеты какого-то человека и динамику цен на нефть.
  • Если по-простому, то векторы нужны, чтобы обрабатывать большое количество организованных чисел. Представьте, что вектор — это коробка с конфетами, только вместо конфет — числа. Каждое число стоит в своей ячейке.
  • Машинное обучение основано на перемножении матриц, которые, в свою очередь, можно представить как наборы векторов. Так что векторы лежат в глубине всех модных и молодёжных технологий ИИ.

С векторами можно совершать некоторые математические операции. Вот о них и поговорим.

Видео:Только 1 может решить эту хитрую задачу ★ Найдите углы треугольника ★ Супер ЖЕСТЬСкачать

Только 1 может решить эту хитрую задачу ★ Найдите углы треугольника ★ Супер ЖЕСТЬ

Правильно — векторы

Математики часто говорят во множественном числе «вектора», но по словарю правильно «векторы». Это такой профессиональный жаргон, как «договора», «бухгалтера» и «сервера». Мы будем использовать «векторы», но если вы окажетесь в постковидном математическом баре, лучше говорите «вектора».

Видео:№1049. Найдите углы треугольника с вершинами А (-1; √3), В(1;-√3 )Скачать

№1049. Найдите углы треугольника с вершинами А (-1; √3), В(1;-√3 )

Сложение

Представим четыре вектора, которые лежат в двухмерном пространстве и пока что не связаны между собой. Нарисуем эти векторы и обозначим их буквами X, Y, Z, K.

Поскольку векторы находятся в одном пространстве, координаты каждого состоят из одинакового количества чисел. У нас пример с двухмерным пространством и два числа. Выглядеть это будет так: X = (6, 4); Y = (3, −2); Z = (−7, −5); K = (−10, 4).

Как найти вектор в треугольнике зная два другихВекторы X, Y, Z, K в двухмерном пространстве

Если у нас несколько векторов с одинаковым количеством чисел, то эти числа можно поэлементно складывать. Для этого мы берём первое число одного вектора, складываем его с первым числом другого вектора и так далее.

Предположим, нам нужно сложить векторы X и Y.

X = (6, 4)
Y = (3, −2)
X + Y = (9, 2)

Вроде просто: складываешь последовательно все координаты, результаты сложения складываешь в исходные коробочки. Так можно делать с любым количеством координат. Помните, что вектор — это необязательно стрелка в двумерном пространстве. Она может быть и в десятимерном пространстве — с точки зрения математики это неважно.

Например, вот сложение векторов с пятью координатами:

X = (6, 4, 11, 14, 99)
Y = (3, -2, 10, -10, 1)
X + Y = (9, 2, 21, 4, 100)

Интуитивное изображение сложения

Для интуитивного восприятия удобно использовать векторы с двумя координатами. Их удобно рисовать на координатной плоскости и таким образом смотреть на геометрию.

Например, можно на плоскости показать, как будет работать сложение двух векторов. Для этого есть два метода: метод треугольника и метод параллелограмма.

Метод треугольника: ставим векторы Х и Y в очередь друг за другом. Для этого берём вектор Х, ставим за ним вектор Y и получаем новый вектор. Новый вектор начинается в хвосте вектора Х и заканчивается на стрелке вектора Y. Этот вектор — результат сложения. Представьте, что это ребёночек двух векторов.

Как найти вектор в треугольнике зная два другихСложение векторов по методу треугольника: X = (6, 4); Y = (3, −2); Х + Y = (9, 2)

Чтобы воспользоваться методом параллелограмма, нам нужно поставить векторы Х и Y в одну исходную точку. Дальше мы дублируем векторы Х и Y, формируем параллелограмм и получаем новый вектор. В новом векторе соединяем исходную точку с исходной точкой дублирующих векторов — стрелка проходит посередине параллелограмма. Длина нового вектора — это сумма векторов Х и Y.

Сложение по методу параллелограмма и треугольника даёт одинаковый результат. Поэтому выбирайте вариант, который больше подходит под задачу.

Как найти вектор в треугольнике зная два другихСложение векторов по методу параллелограмма: X = (6, 4); Y = (3, -2); Х + Y = (9, 2)

Вычитание

Вычитание векторов немного сложнее. Чтобы вычесть векторы, нужно «развернуть» вычитаемый вектор и сложить его с исходным. «Развернуть» — то есть направить в обратную сторону, «перевернув» знаки координат. Получится конструкция вроде такой: Х + (−Y)

Дальше используются правила сложения. Пошагово это выглядит так:

  1. У нас есть X = (6, 4) и Y = (3, −2).
  2. Превращаем формулу Х − Y в формулу Х + (−Y).
  3. Разворачиваем вектор Y. Было: Y = (3, −2). Стало: −Y = (−3, 2).
  4. Считаем: X + (−Y) = (3, 6).

Теперь посмотрим, как выглядит вычитание векторов на графике:

Как найти вектор в треугольнике зная два другихВычитание векторов по методу треугольника: X = (6, 4); −Y = (−3, 2); X + (−Y) = (3, 6) Как найти вектор в треугольнике зная два другихВычитание векторов по методу параллелограмма: X = (6, 4); −Y = (−3, 2); X + (−Y) = (3, 6)

Длина вектора

Длина вектора — это одно число, которое измеряется расстоянием от кончика до стрелки вектора. Длину вектора нельзя путать с координатами. Координаты — это несколько чисел, которые указывают на расположение стрелки вектора. По координатам можно определить только конечную точку вектора. Например, если X = (6, 2), то стрелка будет находиться в точке 6 по оси Х. Или другой пример: если Y = (6, 5), то стрелка этого вектора будет находиться в точке 5 по оси Y.

Предположим, нам известны начальные точки векторов X и Y. Пусть это будет точка 2 по оси X и точка 2 по оси Y. Так мы можем легко посчитать длину отрезков:

X = 6 − 2 = 4
Y = 5 − 2 = 3

Иногда приходится рассчитывать длину третьего вектора, который привязан к двум другим векторам. Это легко сделать с помощью теоремы Пифагора — это когда квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. В нашем случае катетами будут длины векторов X и Y. Вспоминаем школьную формулу и считаем:

|C|2 = 42 + 32 = 25
|C| = √25 = 5 Как найти вектор в треугольнике зная два другихДлина вектора считается по формуле прямоугольного треугольника. Чтобы было проще представить — перенесите векторы на систему координат

Это формула для двумерного пространства. В трёхмерном пространстве формула похожая: нужно сложить квадраты трёх координат и вычислить квадратный корень из суммы.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

В пространстве с большим числом измерений формула выглядит сложнее, но по сути то же: складываем все квадраты координат и получаем квадратный корень из этой суммы.

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Умножение и деление вектора на число

Умножение и деление позволяют изменить длину и направление вектора. Если мы умножим вектор Х на три, то увеличим его длину в три раза. Если умножим на минус три — увеличим длину и изменим его направление на противоположное.

Как найти вектор в треугольнике зная два другихУмножение вектора на число

Для деления сохраняются аналогичные правила. Делим вектор Х на три и сокращаем длину в три раза. Делим на минус три — сокращаем и разворачиваем.

Как найти вектор в треугольнике зная два другихДеление вектора на число

Да вроде несложно!

Пока ничего сложного. Но если углубляться, вы узнаете, что:

  • векторы можно умножать на векторы тремя способами в зависимости от задачи и от того, что мы понимаем под умножением;
  • если от векторов перейти к матрицам, то перемножение матриц имеет несколько более сложную и довольно неинтуитивную математику;
  • а перемножение матриц — это и есть машинное обучение.

Что дальше

В следующей статье рассмотрим линейную зависимость векторов. Чтобы не скучать — посмотрите интервью с Анастасией Никулиной. Анастасия сеньор-дата-сайентист в Росбанке и по совместительству блогер с интересной историей.

Нахождение длины вектора, примеры и решения

Длина вектора — основные формулы

Длину вектора a → будем обозначать a → . Данное обозначение аналогично модулю числа, поэтому длину вектора также называют модулем вектора.

Для нахождения длины вектора на плоскости по его координатам, требуется рассмотреть прямоугольную декартову систему координат O x y . Пусть в ней задан некоторый вектор a → с координатами a x ; a y . Введем формулу для нахождения длины (модуля) вектора a → через координаты a x и a y .

От начала координат отложим вектор O A → = a → . Определим соответственные проекции точки A на координатные оси как A x и A y . Теперь рассмотрим прямоугольник O A x A A y с диагональю O A .

Как найти вектор в треугольнике зная два других

Из теоремы Пифагора следует равенство O A 2 = O A x 2 + O A y 2 , откуда O A = O A x 2 + O A y 2 . Из уже известного определения координат вектора в прямоугольной декартовой системе координат получаем, что O A x 2 = a x 2 и O A y 2 = a y 2 , а по построению длина O A равна длине вектора O A → , значит, O A → = O A x 2 + O A y 2 .

Отсюда получается, что формула для нахождения длины вектора a → = a x ; a y имеет соответствующий вид: a → = a x 2 + a y 2 .

Если вектор a → дан в виде разложения по координатным векторам a → = a x · i → + a y · j → , то вычислить его длину можно по той же формуле a → = a x 2 + a y 2 , в данном случае коэффициенты a x и a y выступают в роли координат вектора a → в заданной системе координат.

Вычислить длину вектора a → = 7 ; e , заданного в прямоугольной системе координат.

Чтобы найти длину вектора, будем использовать формулу нахождения длины вектора по координатам a → = a x 2 + a y 2 : a → = 7 2 + e 2 = 49 + e

Формула для нахождения длины вектора a → = a x ; a y ; a z по его координатам в декартовой системе координат Oxyz в пространстве, выводится аналогично формуле для случая на плоскости (см. рисунок ниже)

Как найти вектор в треугольнике зная два других

В данном случае O A 2 = O A x 2 + O A y 2 + O A z 2 (так как ОА – диагональ прямоугольного параллелепипеда), отсюда O A = O A x 2 + O A y 2 + O A z 2 . Из определения координат вектора можем записать следующие равенства O A x = a x ; O A y = a y ; O A z = a z ; , а длина ОА равна длине вектора, которую мы ищем, следовательно, O A → = O A x 2 + O A y 2 + O A z 2 .

Отсюда следует, что длина вектора a → = a x ; a y ; a z равна a → = a x 2 + a y 2 + a z 2 .

Вычислить длину вектора a → = 4 · i → — 3 · j → + 5 · k → , где i → , j → , k → — орты прямоугольной системы координат.

Дано разложение вектора a → = 4 · i → — 3 · j → + 5 · k → , его координаты равны a → = 4 , — 3 , 5 . Используя выше выведенную формулу получим a → = a x 2 + a y 2 + a z 2 = 4 2 + ( — 3 ) 2 + 5 2 = 5 2 .

Длина вектора через координаты точек его начала и конца

Выше были выведены формулы, позволяющие находить длины вектора по его координатам. Мы рассмотрели случаи на плоскости и в трехмерном пространстве. Воспользуемся ими для нахождения координат вектора по координатам точек его начала и конца.

Итак, даны точки с заданными координатами A ( a x ; a y ) и B ( b x ; b y ) , отсюда вектор A B → имеет координаты ( b x — a x ; b y — a y ) значит, его длина может быть определена по формуле: A B → = ( b x — a x ) 2 + ( b y — a y ) 2

А если даны точки с заданными координатами A ( a x ; a y ; a z ) и B ( b x ; b y ; b z ) в трехмерном пространстве, то длину вектора A B → можно вычислить по формуле

A B → = ( b x — a x ) 2 + ( b y — a y ) 2 + ( b z — a z ) 2

Найти длину вектора A B → , если в прямоугольной системе координат A 1 , 3 , B — 3 , 1 .

Используя формулу нахождения длины вектора по координатам точек начала и конца на плоскости, получим A B → = ( b x — a x ) 2 + ( b y — a y ) 2 : A B → = ( — 3 — 1 ) 2 + ( 1 — 3 ) 2 = 20 — 2 3 .

Второй вариант решения подразумевает под собой применение данных формул по очереди: A B → = ( — 3 — 1 ; 1 — 3 ) = ( — 4 ; 1 — 3 ) ; A B → = ( — 4 ) 2 + ( 1 — 3 ) 2 = 20 — 2 3 . —

Ответ: A B → = 20 — 2 3 .

Определить, при каких значениях длина вектора A B → равна 30 , если A ( 0 , 1 , 2 ) ; B ( 5 , 2 , λ 2 ) .

Для начала распишем длину вектора A B → по формуле: A B → = ( b x — a x ) 2 + ( b y — a y ) 2 + ( b z — a z ) 2 = ( 5 — 0 ) 2 + ( 2 — 1 ) 2 + ( λ 2 — 2 ) 2 = 26 + ( λ 2 — 2 ) 2

Затем полученное выражение приравняем к 30 , отсюда найдем искомые λ :

26 + ( λ 2 — 2 ) 2 = 30 26 + ( λ 2 — 2 ) 2 = 30 ( λ 2 — 2 ) 2 = 4 λ 2 — 2 = 2 и л и λ 2 — 2 = — 2 λ 1 = — 2 , λ 2 = 2 , λ 3 = 0 .

Ответ: λ 1 = — 2 , λ 2 = 2 , λ 3 = 0 .

Нахождение длины вектора по теореме косинусов

Увы, но в задачах не всегда бывают известны координаты вектора, поэтому рассмотрим другие способы нахождения длины вектора.

Пусть заданы длины двух векторов A B → , A C → и угол между ними (или косинус угла), а требуется найти длину вектора B C → или C B → . В таком случае, следует воспользоваться теоремой косинусов в треугольнике △ A B C , вычислить длину стороны B C , которая и равна искомой длине вектора.

Рассмотрим такой случай на следующем примере.

Длины векторов A B → и A C → равны 3 и 7 соответственно, а угол между ними равен π 3 . Вычислить длину вектора B C → .

Длина вектора B C → в данном случае равна длине стороны B C треугольника △ A B C . Длины сторон A B и A C треугольника известны из условия (они равны длинам соответствующих векторов), также известен угол между ними, поэтому мы можем воспользоваться теоремой косинусов: B C 2 = A B 2 + A C 2 — 2 · A B · A C · cos ∠ ( A B , → A C → ) = 3 2 + 7 2 — 2 · 3 · 7 · cos π 3 = 37 ⇒ B C = 37 Таким образом, B C → = 37 .

Итак, для нахождения длины вектора по координатам существуют следующие формулы a → = a x 2 + a y 2 или a → = a x 2 + a y 2 + a z 2 , по координатам точек начала и конца вектора A B → = ( b x — a x ) 2 + ( b y — a y ) 2 или A B → = ( b x — a x ) 2 + ( b y — a y ) 2 + ( b z — a z ) 2 , в некоторых случаях следует использовать теорему косинусов.

Поделиться или сохранить к себе: