id3698312 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com 1. Definicja wektora w ukùadzie wspóùrzêdnych

Niech



A x , y , z

, B x , y ,z bêd¹ punktami w prostok¹tnym ukùadzie B

B

B 

A

A

A 

wspóùrzêdnych.





wektor

Wektorem zaczepionym u  AB nazywamy uporz¹dkowan¹ parê punktów A, B .

zaczepiony

Tr

ójkê liczb  u ,u ,u gdzie u  x  x , u  y  y , u  z  z nazywamy x

y

z 

x

B

A

y

B

A

z

B

A

wspóùrzêdne

wektora



wspóùrzêdnymi wektora u .

Wektor w ukùadzie OXYZ

Z

(

B x , y , z )

B

B

B

(

A x , y ,z )

A

A

A

Y

X



Wektorem swobodnym wyznaczonym przez wektor zaczepiony u nazywamy wektor swobodny



zbi

ór wszystkich wektorów posiadaj¹cych te same wspóùrzêdne co wektor u .

reprezentant



wektora

Wektor u nazywamy reprezentantem wektora swobodnego.

swobodnego





Cz

êsto uto¿samiamy u i odpowiedni wektor swobodny. Piszemy u   u ,u ,u .

x

y

z 

Z



u

Y

X

wektory swobodne







Wektory zapisujemy maùymi literami np. u , v , a lub du¿ymi jeœli mamy ustalony



pocz

¹tek i koniec wektora np. AB - to wektor o pocz¹tku w punkcie A i koñcu w



punkcie B ; BA- to wektor o pocz¹tku w punkcie B i koñcu w punkcie A .

..........................................................................................

PRZYK£AD

Dane s¹ punkty 

A 2 

, 1 

,



3 , B 3 2

, 

, 5 .





Wyznaczyã wspóùrzêdne wektorów AB , BA .

Rozwi

¹zanie





Obliczamy kolejne wspóùrzêdne wektora u  AB odejmuj¹c od wspóùrzêdnych koñca wektora (punkt B) odpowiednie wspóùrzêdne pocz¹tku wektora (punkt A): u  x  x



3

  2  5

x

B

A

u  y  y

 2 

y

B

A

 

1  3

u  z  z  5 

z

B

A

 

3  2



Ostatecznie AB   5 3

, , 2

  .





Analogicznie obliczamy kolejne wsp óùrzêdne wektora v  BA v  x  x

 2 

x

A

B

 

3  5

v  y  y

 1  2 

3



y

A

B

v  z  z

 3 

z

A

B

 5  2



Ostatecznie

BA  5 3

, 2

,  .

............................................................................................

Wektor 

0  0 0

, , 

0 nazywamy wektorem zerowym.

wektor zerowy



Wektor  u   u ,  u ,  u nazywamy wektorem przeciwnym do wektora x

y

z 

wektor przeciwny



u   u ,u ,u .

x

y

z 





Wektor

AB jest wektorami przeciwnym do wektora BA i na odwrót.

...........................................................................................

PRZYK£AD

Wektor przeciwny do wektora 2 , 4 , 

0 , to wektor  2 4

, , 

0 .

...........................................................................................





Wektory u   u ,u ,u i v   v ,v ,v s¹ równe wtedy i tylko wtedy jeœli ich r x

y

z 

x

y

z 

ównoœã

wektorów

skùadowe s¹ równe, czyli x  x , y  y , z  z .

u

v

u

v

u

v





2

2

2

Dùugoœã wektora u   u ,u ,u okreœlona jest wzorem u 

u  u  u .

x

y

z 

x

y

z

dùugoœã

UWAGA.

wektora



 0  0





 u   u .

............................................................................................

PRZYK£AD



Wyznaczyã dùugoœã wektor v   2 3

, 

,



1 .

Rozwi¹zanie



Zgodnie

ze

wzorem

na

d

2

2

ùugoœã

mamy

v 

 2

2

   

3

  

1



14 .

............................................................................................

Wektor jednostkowy (wersor) to wektor o dùugoœci jeden.

wektor



Aby otrzyma

jednostkowy

ã wektor jednostkowy równolegùy do danego wektora u   u ,u ,u x

y

z 

 u

u



nale

y

u

¿y wspóùrzêdne tego wektora podzieliã przez jego dùugoœã, tzn. 

x

z



,

,

.





 

 u

u

u 

Przykùadowymi wektorami jednostkowymi s¹ wersory osi OX , OY , OZ , które













oznaczamy odpowiednio

i , j , k , gdzie i  1 0

, , 

0 , j  01

, , 

0 , k  0 0

, , 

1 .

Z



k

Y



i



j

X

............................................................................................

PRZYK£AD



Znaleêã wektor jednostkowy równolegùy do wektora v  2 1

, 

, 2.

Rozwi¹zanie



Zgodnie ze wzorem na d

2

2

ùugoœã mamy v 

2

2

   

1

  2 

9  3 .



2 1

2



2

1 2

Szukany wektor to









w 

,



,

lub  w  



,

,

.









 3 3

3 



3

3 3

............................................................................................

Niech



A x , y , z

, B x , y ,z .

B

B

B 

A

A

A 

Wsp

œrodek odcinka

óùrzêdne punktu S  x , y ,z bêd¹cego œrodkiem odcinka AB mo¿emy S

S

S 



x  x

x 

A

B

 S

2

wyliczy





y  y

ã ze wzoru

A

B .

 y 

S

2



z  z

 z  A

B

 S



2

............................................................................................

PRZYK£AD

Znale

êã œrodek odcinka AB jeœli



A 5 , 6 2

,  , B 3 8

, 4

,  .

Rozwi

¹zanie

Wyznaczamy kolejne wsp

óùrzêdne œrodka

x  x

5 

A

 

3

x 

B



 1

S

2

2

y  y

 6  8

y  A

B



 2

S

2

2

z  z

2  4

z



A

B



 3

S

2

2

Ostatecznie S1 2

, , 

3 .

..........................................................................................

Z

u







Y



X



K¹ty, jakie tworzy wektor u z osiami ukùadu wspóùrzêdnych okreœlaj¹ nastêpuj¹ce wzory

u

cos

x

 

-  k¹t miêdzy wektorem a osi¹ OX,



u

u

y

cos  

-  k¹t miêdzy wektorem a osi¹ OY,



u

u

cos

z

 

-  k¹t miêdzy wektorem a osi¹ OZ,



u

Poniewa¿ cosinusy te opisuj¹ kierunek wektora w przestrzeni nazywamy je cosinusy kierunkowe

cosinusami kierunkowymi.

Cosinusy te spe

2

2

2

ùniaj¹ warunek cos   cos   cos   1 .

..........................................................................................

PRZYK£AD



Obliczyã cosinus kierunkowe wektora u   2 1 , 

,



1 .

Rozwi¹zanie



2

Najpierw wyznaczamy d

2

2

ùugoœã wektora u 

 2 1



 

1

 2 . Mo¿emy teraz

wyliczyã cosinusy kierunkowe

u

2

x

o

cos  



   45



u

2

u

1

y

o

cos  



   60



u

2

 1

uz

o

cos  



   120



u

2

..........................................................................................