Изучение геометрии в старших классах подводит нас к важному этапу — расширению представлений о геометрических объектах с плоскости в трёхмерное пространство. Одним из ключевых понятий, которое при этом требует переосмысления и углубления, являетсяпонятие вектора.
В курсе планиметрии вы уже познакомились с векторами на плоскости: научились изображать их, определять длину, выполнять операции сложения и умножения на число, использовать векторы для решения геометрических задач. Однако реальный мир трёхмерен, и многие физические и геометрические явления невозможно адекватно описать в рамках двумерной модели.
Векторв пространстве— это направленный отрезок, для которого указано:
начало (точка приложения);
конец;
направление (от начала к концу).
Обозначается:
двумя заглавными буквами со стрелкой:{|vector|AB|}(гдеA — начало,B — конец);
одной строчной буквой со стрелкой:{|vector|a|}.
2. Длина (модуль) вектора
Длина вектора — это длина соответствующего отрезка. Обозначается:
{|abs|{|vector|AB|}|};
{|abs|{|vector|a|}|}.
Для нулевого вектора:{|abs|{|vector|0|}|}=0.
3. Нулевой вектор
Нулевой вектор({|vector|0|}) — вектор, у которого начало и конец совпадают. Его длина равна нулю, направление не определено.
Свойства:
считается сонаправленным с любым вектором;
играет роль «нуля» в операциях с векторами.
4. Коллинеарность векторов
Два ненулевых вектора называютсяколлинеарными, если они лежат:
на одной прямой;
на параллельных прямых.
Обозначение:{|vector|a|}{|parallel|}{|vector|b|}.
5. Сонаправленность и противоположная направленность
Сонаправленные векторы — коллинеарные векторы, направленные в одну сторону.Обозначение:{|vector|a|}{|collinear|}{|vector|b|}.
Противоположно направленные векторы — коллинеарные векторы, направленные в разные стороны. Обозначение:{|vector|a|}{|counter-collinear|}{|vector|b|}.
Важно:нулевой вектор считается сонаправленным с любым вектором.
6. Равенство векторов
Два вектора называютсяравными, если:
они сонаправлены ({|vector|a|}{|collinear|}{|vector|b|});
их длины равны ({|abs|{|vector|a|}|}={|abs|{|vector|b|}|}).
Свойство:от любой точки пространства можно отложить вектор, равный данному, и притом только один.
Интересные факты
Понятие вектора в пространстве применяется:
в физике (силы, скорости, ускорения);
в инженерии и архитектуре (расчёт конструкций);
в компьютерной графике (моделирование 3D‑объектов);
в навигации и робототехнике (определение положения и движения).
Заключение
Таким образом, освоив базовое понятие вектора в пространстве, вы получили важный инструмент для анализа трёхмерных структур и готовы к углублённому изучению векторной алгебры и её приложений.
Как преодолеть тревожность на экзамене?Как быть, если волнение или тревожность мешают Вам сосредоточиться? Несколько простых действий вернут Вас в состояние покоя. Читайте, что нужно делать, в нашей статье.