Алгебра векторов, страница 15

+ аz bz(k, k) =  ах bх + аy by + аz bz.

            Мы доказали, что в ортонормированном базисе скалярное произведение векторов сумме попарных произведений соответствующих координат: (а, b) = ах bх + аy by + аz bz.

Теперь, зная координатное представление скалярного произведения, мы можем по новому вывести формулы для длины вектора, проекции вектора на вектор и т.д. Так, (а, а) = ах ах + аy аy +  + аz аz = ах2 + аy2 + аz2, поэтому по второму свойству |a|2 = ах2 + аy2 + аz2, следовательно,

.

            Из определения скалярного произведения , поэтому если векторы заданы в координатной форме, легко находится угол между ними:

                                   .

            Проекция вектора а на направление, определяемое вектором b, в координатной форме:

                                   .

            В частности, если b = i = (1, 0, 0), то |b | = 1, (а, i) = (ах i + ау j + аz k, 1 i + 0 j + 0 k) = ах, и

прi a = ах. Аналогично, прj a = аy, прk a = аz, т.е. координаты любого вектора есть проекции этого вектора на направления, заданные соответствующими ортами. Направляющие косинусы (углов между вектором а и базисными ортами i, j, k): .

            Напомним, что направляющие косинусы удовлетворяют соотношению

                                   .

            Орт вектора: .

Решение типовых задач.

Пример 1. Векторы  d1= 4a + c и d2= -2a + 5c  являются диагоналями параллелограмма. Найти длину сторон параллелограмма, если |a| = 2, |c| = 1, .

Решение. Пусть сторонами параллелограмма являются векторы m и n. Используя правила сложения и вычитания векторов, получим систему уравнений:       ,

решая которую найдём векторы m = a + 3c и n = 3a - 2c. Находим длины сторон параллелограмма по формуле: