Inżynieria Środowiska;

semestr 2

- wykład 1

1

Wektory

Zbiór IR n z działaniem dodawania wektorów i mnożenia ich przez liczby rzeczywiste nazywa-my n-wymiarową rzeczywistą przestrzenią wektorową.

Własności działań na wektorach

Własności dodawania wektorów

Własności mnożenia wektorów przez liczbę

u + v = v + u;

α(u + v) = α u + α v; u + (v + w) = (u + v) + w;

( α + β)u = α u + β u; u + 0 = 0 + u = u;

( αβ)u = α( β u);

u + ( − u) = 0.

1 · u = u.

Iloczyn skalarny wektorów

Iloczyn skalarny wektorów określony jest wzorem:



u



1 v 1 + u 2 v 2 ,

jeśli

u , v ∈ IR2;



u ◦ v =

u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 , jeśli

u , v ∈ IR3;





u 1 v 1 + u 2 v 2 + . . . + unvn, jeśli u , v ∈ IR n

Niech u , v ∈ IR2 lub IR3, i niech ϕ będzie kątem między wektorami u i v. Wówczas: u ◦ v = | u | · | v | · cos ϕ, gdzie | .| oznacza normę wektora.

Wektory u , v ∈ IR2 lub IR3 są prostopadłe (ortogonalne), jeśli u ◦ v = 0 .

W przypadku, gdy u , v ∈ IR n mówimy o ortogonalności wektorów.

Niezerowe wektory u , v ∈ IR2 lub IR3 są równoległe (współliniowe), jeśli

∃ α ∈ IR

taka , że

u = α v .

W przypadku, gdy niezerowe wektory u , v ∈ IR n mówimy o współliniowości wektorów.

Własności iloczynu skalarnego

Niech u , v , w ∈ IR n i niech α ∈ IR. Wówczas: 1 .

u ◦ v = v ◦ u;

2 .

α(u ◦ v) = ( α u) ◦ v = u ◦ ( α v); 3 .

u ◦ (v + w) = u ◦ v + u ◦ w; 4 .

u ◦ 0 = 0;

5 .

u ◦ u = | u | 2 .

Symbol | u | we własności (5) oznacza normę wektora u.

Inżynieria Środowiska;

semestr 2

- wykład 1

2

Norma wektora

Norma (długość) wektora określona jest wzorem:



q



u 2 + u 2 ,

jeśli

u ∈ IR2



1

2





q

| u | =

u 2 + u 2 + u 2 , jeśli

u ∈ IR3

1

2

3





q





u 2 + u 2 + . . . + u 2 , jeśli

u ∈ IR n.

1

2

n

Własności normy

Niech u , v ∈ IR n i niech α ∈ IR. Wówczas: 1 .

| u | ­ 0 ,

przy czym

| u | = 0 ⇔ u = 0; 2 .

| αu | = |α| · | u | ; 3 .

| u+v | ¬ | u | + | v | ; 4 .

|||u | − | v ||| ¬ | u −v | ; 5 .

| u ◦ v | = | u | · | v |

jeżeli u i v są współliniowe .

Własność (5) wykorzystywana jest do udowodnienia wzoru na odległość punktu od prostej.