Скалярное произведение двух векторов
Углом между векторами и называется угол , на который следует повернуть один из векторов, для того чтобы их направления совпали (рис.3).
Условимся в дальнейшем под углом между двумя векторами понимать угол , удовлетворяющий условию .
Скалярным произведением векторов и называется число, равное произведению модулей этих векторов на косинус угла между ними и обозначается или , таким образом
(6)
Теорема 1. Для того, чтобы два вектора были ортогональны, необходимо и достаточно, чтобы их скалярное произведение равнялось нулю.
Доказательство. 1. Необходимость. Пусть векторы и ортогональны, т.е. . Тогда , и согласно формуле (6) скалярное произведение равно нулю.
2. Достаточность. Пусть . Если один из векторов является нулевым, то утверждение доказано, т.к. нулевой вектор имеет неопределенное направление и его можно считать ортогональным любому вектору. Если же и , то и . Тогда из формулы (6) и условия следует, что . Значит , т.е. векторы и ортогональны.
Скалярное произведение обладает следующими свойствами:
1) ;
2) ;
3) Скалярное произведение двух векторов равно модулю одного из них, умноженному на проекцию второго вектора на первый, т.е.
;
4) ;
5)
Пусть даны два вектора, разложенные по базису :
.
Найдем
. Принимая во внимание, что базис ортонормированный, т.е. , получим . Таким образом, скалярное произведение двух векторов, заданных координатами равно сумме произведений одноименных координат, т.е.
( 7 ).
Необходимым и достаточным условием перпендикулярности двух векторов, заданных координатами является:
( 8 )
Из формулы (6) получим формулу для косинуса угла между векторами и :
( 9 )
Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 2234;