Скалярное произведение векторов в пространстве

Вступление

Скалярное произведение — это одна из фундаментальных операций в векторной алгебре, которая позволяет не только находить числовые характеристики взаимного расположения векторов, но и решать широкий круг геометрических и физических задач. В отличие от обычного умножения чисел, скалярное произведение двух векторов даёт в результате число (скаляр), а не вектор. Это делает его особенно полезным при вычислении углов между векторами, определении их взаимной ориентации и проверке перпендикулярности.

Теория по теме Скалярное произведение векторов в пространстве

Скалярное произведение двух векторов — это число (скаляр), равное произведению длин этих векторов на косинус угла между ними.
Для векторов {|vector|a|} и {|vector|b|}, угол между которыми равен α, скалярное произведение определяется формулой:
 {|vector|a|}*{|vector|b|}={|abs|{|vector|a|}|}*{|abs|{|vector|b|}|}*{|cos|α|} .
Скалярное произведение двух векторов в пространстве, заданных координатами.
Если векторы заданы своими координатами в прямоугольной системе координат:
{|vector|a|}={x{|index|a|}; y{|index|a|}; z{|index|a|}}{|vector|b|}={x{|index|b|}; y{|index|b|}; z{|index|b|}}то их скалярное произведение вычисляется по формуле:
{|vector|a|}*{|vector|b|}=x{|index|a|}*x{|index|b|}+y{|index|a|}*y{|index|b|}+z{|index|a|}*z{|index|b|}​.
Свойства скалярного произведения векторов:
  1. Коммутативность: {|vector|a|}*{|vector|b|}={|vector|b|}*{|vector|a|}
  2. Дистрибутивность: ({|vector|a|}+{|vector|b|})*{|vector|c|}={|vector|a|}*{|vector|c|}+{|vector|a|}*{|vector|b|}
  3. Сочетательность с числом (линейность): (k{|vector|a|})*{|vector|b|}=k({|vector|a|}*{|vector|b|})
  4. Скалярный квадрат вектора: {|vector|a|}*{|vector|a|}={|abs|{|vector|a|}|}{|pow|2|}
  5. Нулевой вектор: Скалярное произведение нулевого вектора на любой вектор равно нулю: 0*{|vector|a|}=0

Заключение

Скалярное произведение векторов в пространстве — это не просто формальная операция, а мощный инструмент, объединяющий алгебру и геометрию. Оно позволяет переходить от наглядных геометрических понятий, таких как угол и перпендикулярность, к точным аналитическим вычислениям. Благодаря ему можно без построений определить, под каким углом направлены векторы, выяснить, перпендикулярны ли они, или найти проекцию одного вектора на другой.
14
дней бесплатного доступа
ко всем функциям
К вашей цели с Виртуальным учителем
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.