Шпаргалка по предмету "Математика"


Векторная алгебра

ВЕКТОРНАЯ АЛГЕБРА- раздел векторного исчисления в котором изучаются простейшие операции над (свободными) векторами. К числу операций относятся линейные операции над векторами: операция сложения векторов и умножения вектора на число. Суммой a+b векторов a и b называют вектор , проведенный из начала a к концу b , если конец a и начало b совмещены. Операция сложения векторов обладает свойствами: a+b=b+a (коммутативность) (а+b)*с=а*(b+с) (ассоциативность) a + 0=a (наличие нулевого элемента ) a+(-a)=0 (наличие противоположного элемента),
где 0 - нулевой вектор, -a есть вектор, противоположный вектору а. Разностью a-b векторов a и b называют вектор x такой, что x+b=a. Произведением lx вектора а на число l в случае l№0, а№О называют вектор, модуль которого равен |l||a| и который направлен в ту же сторону, что и вектор a, если l>0, и в противоположную, если l
l*(a+b)= l*a+l*b (дистрибутивность относительно сложения векторов) (l+u)*a=l*a+u*a (дистрибутивность относительно сложения чисел) l*(u*a)=(l*u)*a (ассоциативность) 1*a=a (умножение на единицу)
Множество всех векторов пространства с введенными в нем операциями сложения и умножения на число образуетвекторное пространство (линейное пространство). В Векторной алгебре важное значение имеет понятие линейной зависимости векторов. Векторыа, b, … , с называются линейно зависимыми векторами, если существуют числа a, b, …, g из которых хотя бы одно отлично от нуля, такие, что справедливо равенство: aa+bb+…gc=0. (1)
Для линейной зависимости двух векторов необходима и достаточна их коллинеарность, для линейной зависимости трех векторов необходима и достаточна их компланарность. Если один из векторова, b, .... ,c нулевой, то они линейно зависимы. Векторы a, b, ..., с называются линейно независимыми, если из равенства (1) следует, что числа a, b, …, gравны нулю. На плоскости существует не более двух, а в трехмерном пространстве не более трех линейно независимых векторов.
Совокупность трех (двух) линейно независимых векторов e1, e2, e3трехмерного пространства (плоскости), взятых в определенном порядке, образует базис. Любой вектор а единственным образом представляется в виде суммы: a=a1e1+a2e2+a3e3.
Числа a1, a2, a3 называют координатами (компонентами) вектора а в данном базисе и пишут a={a1, a2, a3}. Два вектора a={a1, a2, a3} и b={b1, b2, b3}равны тогда и только тогда, когда равны их соответствующие координаты в одном и том же базисе. Необходимым и достаточным условием коллинеарности векторов a={a1, a2, a3} и b={b1, b2, b3} , b№0, является пропорциональность их соответствующих координат: a1=lb1, a2=lb2, a3=lb3. Необходимым и достаточным условием компланарности трех векторов a={a1, a2, a3} , b={b1, b2, b3} и c={c1, c2, c3} является равенство : | a1 a2 a3 | | b1 b2 b3| = 0 | c1 c2 c3 |
Линейные операции над векторами сводятся к линейным операциям над координатами. Координаты суммы векторовa={a1, a2, a3} и b={b1, b2, b3} равны суммам соответствующих координат: a+b={a1+b1, a2+b2, a3+b3}. Координаты произведения вектора а на число l равны произведениям координат а на l : lа= {lа1, la2, la3}.
Скалярным произведением (а, b) ненулевых векторов а и b называют произведение их модулей на косинус угла j между ними: (а, b) = | а |*| b | cosj.
За j принимается угол между векторами, не превосходящий p. Если а=0 или b=0, то скалярное произведение полагают равным нулю. Скалярное произведение обладает свойствами: (a, b)= (b, а) (коммутативность),
(a, b+с)= (a, b) + (а, с) (дистрибутивность относительно сложения векторов), l(a, b)=( la, b) =(a, l6) (сочетательность относительно умножения на число), (a, b)=0, лишь если а=0 или (и) b=0 или a^b.
Для вычисления скалярных произведений векторов часто пользуются декартовыми прямоугольными координатами, т. е. координатами векторов в базисе, состоящем из единичных взаимно перпендикулярных векторов (ортов) i, j, k ( ортонормированный базис). Скалярное произведение векторов : a={a1, a2, a3} и b={b1, b2, b3}
заданных в ортонормированном базисе, вычисляется по формуле: (a, b)=a1b1+a2b2+a3b3
Косинус угла j между ненулевыми векторами a={a1, a2, a3} и b={b1, b2, b3} может быть вычислен по формуле: где и
Косинусы углов вектора a={a1, a2, a3} с векторами базиса i, j, k называют. направляющими косинусами вектора а: , , . Направляющие косинусы обладают следующим свойством: cos2a+cos2b+cos2g=1
Осью называется прямая с лежащим на ней единичным вектором е-ортом, задающим положительное направление на прямой. Проекцией Пр. е а вектора aна ось называют направленный отрезок на оси, алгебраическое значение которого равно скалярному произведению вектораа на вектор е. Проекции обладают свойствами: Пр. е (a+b)= Пр. е a+ Пр. е b (аддитивность), Пр. е a = Пр. е la (однородность).
Каждая координата вектора в ортонормированном базисе равна проекции этого вектора на ось, определяемую соответствующим вектором базиса. В пространстве различают правые и левые тройки векторов. Тройка некомпланарных векторова, b, с называется правой, если наблюдателю из их общего начала обход концов векторов a, b, св указанном порядке кажется совершающимся по часовой стрелке. В противном случаеa, b, c - левая тройка. Правая (левая) тройка векторов располагается так, как могут быть расположены соответственно большой, несогнутый указательный и средний пальцы правой (левой) руки(см. рис). Все правые (или левые) тройки векторов называются одинаково ориентированными. b b c c a a правило левой руки правило правой руки Ниже тройку векторов i, j, k следует считать правой .
Пусть на плоскости задано направление положительного вращения (от i к j). Псевдоскалярным произведением aVb ненулевых векторов a и b называют произведение их модулей на синус угла j положительного вращения от a к k: aVb=| a || b |*sinj
Псевдоскалярное произведение нулевых векторов полагают равным нулю. Псевдоскалярное произведение обладает свойствами: aVb=-bVa (антикоммутативность),
aV (b+c)=aVb+aVc (дистрибутивность относительно сложения векторов), l(aVb)=laVb (сочетательность относительно умножения на число), aVb=0, лишь если а=0 или (и) b=0 или а и b коллинеарны.
Если в ортонормированном базисе векторы а и и имеют координаты {a1, a2} {b1, b2}, то : aVb=a1b1-a2b2.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
С помощью нашего сервиса Вы можете собрать свою коллекцию шпаргалок по нужному предмету, и распечатать готовые ответы в удобном для вырезания виде. Для этого начните собирать ответы, добавляя в "Мои шпаргалки".

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Делаем шпаргалки правильно:
! Шпаргалки для экзаменов Какие бывают шпаргалки, как их лучше подготовить и что писать.
! Делаем правильную шпаргалку Что представляет собой удобная и практичная шпаргалка, как ее сделать.
! Как воспользоваться шпаргалкой В какой момент лучше достать шпаргалку, как ей воспользоваться и что необходимо учесть.

Читайте также:
Сдаем экзамены Что представляет собой экзамен, как он проходит.
Экзамен в виде тестирования Каким образом проходит тестирование, в чем заключается его суть.
Готовимся к экзаменам Как правильно настроиться, когда следует прекратить подготовку и чем заниматься в последние часы.
Боремся с волнением Как преодолеть волнение, как внушить себе уверенность.
Отвечаем на экзамене Как лучше отвечать и каким идти к преподавателю.
Не готов к экзамену Что делать если не успел как следует подготовиться.
Пересдача экзамена На какое время назначается пересдача, каким образом она проходит.
Микронаушники Что такое микронаушник или "Профессор .. ллопух ...".

Виды дипломных работ:
выпускная работа бакалавра Требование к выпускной работе бакалавра. Как правило сдается на 4 курсе института.
магистерская диссертация Требования к магистерским диссертациям. Как правило сдается на 5,6 курсе обучения.