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ベクトル 内積と成分(平面の場合)
ベクトル 内積と成分(平面の場合)
平面上にある2つのベクトル
の内積
の成分表示を求めることにする。
平面上ではベクトル
の成分は
であり、基本ベクトルを
とすると、それぞれ
となる。
したがって、内積は
また基本ベクトル
は大きさが1で互いに直交するので、
この結果を上式に代入すると
特に、
と基本ベクトル
との内積は
つまり、ベクトルの成分はベクトルと基本ベクトルとの内積になっている。
問題1
のなす角θ(0≦θ≦180°)を求めよ。
【解】
内積の定義は
よって、
内積を求めると
また、
よって、
問題2 ベクトル
に垂直で、大きさが
に等しいベクトル
を求めよ。
【解】
よって、
これを解くと(x,y)=(3,−4)、(−3,4)。
よって
問題3 3点A(−1,0)、B(0,2)、C(−3,1)が与えられている。
【解】
点Dの座標を(x,y)とする。
よって、
これを解くと、(x,y)=(2,1),(-2,3)。
Dは第1象限の点なので、D(2,1)。
問題4 ベクトル
に対して、ベクトル
の成分を、次のそれぞれの場合について求めよ。
(1)
と
が平行の場合
(2)
と
が垂直の場合
【解】
(1)
と
が平行なので
を満たす実数kが存在しなければならない。
よって
また、
であり、b=−2
(2)
だから
でなければならない。
よって
また、
のとき
であり、よって、b=2である。
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