Как найти направление вектора

от admin

Характеристики вектора: длина, направление, координаты

У любого вектора есть 2 главные характеристики:

  • длина (математики говорят «модуль вектора»)
  • направление (в какую сторону вектор на рисунке направлен)

Третья характеристика вектора – это его координаты.

Примечание:

Зная координаты вектора, можно найти его длину и направление. Поэтому, задавать информацию о векторе можно двояко: либо указав его длину и направление, либо его координаты.

Что такое координаты вектора

Координаты вектора – это длины его теней на осях координат (его проекции на оси).

Координаты вектора указывают так:

\( a_ \) – это «x» координата вектора, проекция вектора \( \vec \) на ось Ox;

\( a_ \) — это «y» координата вектора, проекция вектора \( \vec \) на ось Oy;

Координаты вектора можно получить из координат его начальной и конечной точек:

«координата вектора» = «конец» — «начало»

Пример:

\( A \left( 1;1 \right) \) — начальная точка,

\( B \left( 4;3 \right) \) — конечная точка,

\[ \overrightarrow = \left\< AB_; AB_ \right\> \]

\[ \begin AB_ = 4 – 1; AB_ = 3 \\ AB_ = 3 – 1; AB_ = 2 \end \]

Длина вектора (в чем измеряется, как посчитать)

Длину вектора (его модуль) обозначают так:

Как вычислить длину вектора по его координатам

Когда известны координаты вектора, его длину считают так:

\( a_ \) и \( a_ \) — это числа, координаты вектора \( \vec \)

Для двухмерного вектора:

Для трехмерного вектора:

Как вычислить длину вектора с помощью рисунка

Если вектор нарисован на клетчатой бумаге, длину считаем так:

1). Если вектор лежит на линиях клеточек тетради:

— считаем количество клеточек.

Зная масштаб клеток, легко получить длину вектора – умножаем масштаб на количество клеток.

2). Если вектор не лежит вдоль линий:

— проводим вертикаль и горизонталь пунктиром.

\( \Delta x \) — горизонталь; \( \Delta y \) — вертикаль;

— затем применяем формулу:

Как указать направление вектора

Указать направление вектора можно с помощью его координат. Так как в его координатах уже содержится информация о длине и направлении вектора.

Бывает так, что координаты вектора неизвестны, а известна только лишь его длина. Тогда направление можно указать с помощью угла между вектором и какой-либо осью.

Для двумерного вектора

Если вектор двумерный, то для указания направления (см. рис. 10) можно использовать один из двух углов:

  • угол \( \alpha \) между вектором и горизонталью (осью Ox),
  • или угол \( \beta \) вежду вектором и вертикалью (осью Oy).

Словами указать направление вектора можно так:

  • вектор длиной 5 единиц направлен под углом 30 градусов к горизонтали;
  • Или же: вектор длиной 5 единиц направлен под углом 60 градусов к вертикали.

Такой способ указания координат используют в полярной системе координат.

Для трехмерного вектора

Когда вектор располагается в трехмерном пространстве, чтобы указать, куда вектор направлен, используют два угла.

  • угол между вектором и осью Oz;
  • и один из углов: между вектором и осью Oy, или между вектором и осью Ox;

Такой способ указания координат используют в сферической системе координат.

Считаем Землю шаром. Расположим ее центр в начале трехмерной системы координат – точке (0 ; 0 ; 0).

Тогда координаты любой точки на поверхности планеты можно указать с помощью радиус-вектора этой точки.

Как найти направление вектора

Вектором называется упорядоченная пара точек и B(то есть точно известно, какая из точек в этой паре первая).

Вектор, начало и конец которого совпадают, называется нулевым и обозначается \bar<0>» width=»9″ height=»15″ />; его длина считается равной нулю. В противном случае, если длина вектора положительна, то его называют <strong>ненулевым</strong>.</p>
<p><strong>Замечание</strong>. Если длина вектора равна единице, то он называется <strong>ортом</strong> или <strong>единичным вектором</strong> и обозначается <img decoding=

Задание Проверить, является ли вектор \bar=\left(\frac <\sqrt<2>> <2>;\; -\frac <\sqrt<2>> <2>;\; 0\right)» width=»152″ height=»34″ />единичным.</td>
</tr>
<tr>
<td>Решение</td>
<td>Вычислим длину заданного вектора, она равна корню квадратному из суммы квадратов координат:</td>
</tr>
</table></div>
<p><img decoding=равна единице, значит, вектор является ортом.

Направляющими косинусами некоторого вектора \barназываются косинусы углов, которые вектор образует с положительными направлениями координатных осей.

Чтобы найти направляющие косинусы вектора \barнеобходимо вектор нормировать (то есть вектор поделить на его длину):

\[\bar=\left(a_ <1>;\; a_ <2>;\; a_ <3>\right)\Rightarrow \cos \alpha =\frac<a_<1>><\left|\bar\right|> ,\; \cos \beta =\frac<a_<2>><\left|\bar\right|> ,\; \cos \gamma =\frac<a_<3>><\left|\bar\right|> \]» width=»454″ height=»39″ /></p>
<p><strong>Замечание</strong>. Координаты единичного вектора <img decoding=

Умножение вектора на число

Чтобы умножить вектор на число, надо каждую координату этого вектора умножить на заданное число.

Рассмотрим далее случай, когда начало вектора не совпадает с началом системы координат. Предположим, что в ПДСК заданы две точки $A\left(a_ ; a_\right)$ и $B\left(b_ ; b_\right)$. Тогда координаты вектора $\overline=\left(x_ <1>; y_<1>\right)$ находятся по формулам (рис. 4):

Чтобы найти координаты вектора, заданного координатами начала и конца, надо от координат конца отнять соответствующие координаты начала.

Задание. Найти координаты вектора $\overline$, если $A(-4 ; 2), B(1 ;-3)$

Решение. $\overline=(1-(-4) ;-3-2)=(5 ;-5)$

Направляющие косинусы

Направляющими косинусами вектора называются косинусы углов, образованных вектором с положительными направлениями осей координат.

Направление вектора однозначно задается направляющими косинусами. Для единичного вектора направляющие косинусы равны его координатам.

Здесь $\alpha$, $\beta$ и $\gamma$ — углы, которые составляет вектор с положительными направлениями осей $O x$, $O y$ и $O z$ соответственно.

Читать:
Почему в ворде при нумерации после 10 большой пробел

Похожие статьи