- •Вопрос 2: Операция умножения матриц и ее свойства
- •16. Ранг матрицы. Теорема о базисном миноре.
- •19.Следствие из теоремы о базисном миноре: критерий линейной зависимости системы из m строк или столбцов
- •20. Понятие ранга системы столбцов(строк) матрицы. Теорема о ранге матрицы
- •21 Вопрос
- •24. Однородные системы линейных алгебраических уравнений: Свойства решений, эквивалентное преобразование системы.
- •25. Понятие о базисных и свободных неизвестных, условие нетривиальной совместности однородной системы.
- •31.Векторы в пространстве, линейные операции над ними и их свойства.
- •37. Векторное произведение векторов и его свойства
- •36. Скалярное произведение векторов и его свойства
- •39. Смешанное произведение векторов : Свйосвта и вычесление
- •40. Общее уравнение плоскости и уравнение плоскости в отрезках
- •41. Взаимное расположение двух плоскостей.
- •43. Уравнения прямой линии в пространстве: Общие уравнения, каноничекие и параметрические уравнения.
- •47Переход к новому базису. М атрица перехода. Преобразование координат вектора при переходе к новому базису.
- •48. Линейные операторы в линейном пространстве. Матрица оператора и ее использование при осуществлении действия оператора.
- •51(2 Листа!!!!!!!!!). Линейная независимость собственных векторов. Теорема о матрице линейного оператора в базисе из собственных векторов. Оператор простой структуры
- •52(2 Листа). Понятие евклидова пространства.Аксиомы. Неравенство Коши-Буняковского
- •61. Тригонометрическая форма комплексного числа Возведение в степень и извлечение корня из комплексного числа(2 страницы)
36. Скалярное произведение векторов и его свойства
Определние: Величина (a,b)=|a|*|b|*cos(a^b) называется скалярным пр-ем векторов a и b. Очевидно, что можно записать (a,b)=|a|*(проекция b на а) и наоборот.
Свойства скалярного произведения:
1) (a,b)=(a,b);
2) (a,b+c)= (a,b)+(a,c);
3)(w*a,b)=w*(a,b)=(a,w*b),w=const;
4)(a,a)≥0, причем (a,a)=0, когда a=0.
Доказательство 2го:
(a,b+c)=|a|*(проекция (b+c) на a)= |a|*(проекция b на а)+|a|*(проекция c на а)= (a,b)+(a,c).Скалярное произведение равно 0 тогда и только тогда, когда a перпендикулярно b, или a=0, или b=0.
9.1.
Скалярное произведение.
Прежде всего, определим, что такое угол
между двумя произвольными векторами
и
.
Возьмем любую точку и приложим к ней
оба вектора. Угол между этими векторами
и называется углом между векторами
и
.
Традиционно выбирается тот угол,
который меньше
.

Определение. Скалярным произведением двух векторов называется число, равное произведению длин этих векторов на косинус угла между ними.
Обозначение:
или
.
Итак,
,
где
- угол между векторами
и
.
Так как
,
то можно записать, что

или
.
Свойства скалярного произведения.
Коммутативность:
.Линейность:

37. Векторное произведение векторов и его свойства
Определние: Вектор c называется векторным произведением векторов a и b, обозначается c=[a,b], если |c|=|a|*|b|*sin(a^b), c перпендикулярен a и b, abc- правая тройка.
Cвойства
векторного произведения:

1)[a,b]=-[b,a]
2)[w*a,b]=[a,w*b]=w*[a,b]
3)[a+b,c]=[a,c]+[b,c]
4)[a,a]=0
Определение.
Тройка некомпланарных векторов
называетсяправой
(положительно
ориентированной), если
после приведения к общему началу вектор
лежит по ту сторону плоскости, определяемой
векторами
и
,
откуда кратчайший поворот от вектора
к вектору
кажется совершаемым против часовой
стрелки (в положительном направлении).
В противном случае тройка векторов
называетсялевой
(отрицательно
ориентированной).
Иначе,
тройка некомпланарных векторов называется
правой (левой), если находясь внутри
телесного угла, образованного приведенными
к общему началу векторами
,
мы видим поворот от
к
и затем от
к
совершающимся против часовой стрелки
(по часовой стрелке).
Из
данных трех векторов
можно составить шесть различных
упорядоченных троек. Три из них (
;
;
) являются правыми, остальные три (
;
;
)
являются левыми.
Определение.
Векторным произведением
векторов
и
называется вектор
,
удовлетворяющий следующим условиям:
1)
вектор
ортогонален
и
;
2) векторы образуют правую тройку;
3)
длина вектора
равна произведению длин векторов
и
на синус угла между ними:
.
Обозначение:
или
.

Очевидные геометрические свойства векторного произведения:
векторы
и
коллинеарны
.
,
где
-
площадь параллелограмма, построенного
на векторах
и
.

38. Смешанное произведение векторов и его геометрический смысл
9.4.
Смешанное произведение трех векторов.
Пусть даны три
произвольных вектора
.
Определение.
Смешанным произведением
векторов
называется скалярное произведение
векторного произведения
на вектор
.
Геометрический смысл смешанного произведения показывает следующая теорема.
Теорема
2. Смешанное произведение
равно объему параллелепипеда, построенного
на векторах
,
приведенных к общему началу, взятому
со знаком плюс, если тройка векторов
правая,
и минус в противном случае. Если векторы
компланарны, то смешанное произведение
равно 0.
Доказательство.
Если векторы
и
коллинеарны, то их векторное произведение
равно нулю и, следовательно, смешанное
произведение
равно нулю.
Пусть
и
не коллинеарны. Обозначим через
площадь параллелограмма, построенного
на приведенных к общему началу векторах
и
,
а через
орт векторного произведения
.
Тогда:

Если
векторы
некомпланарны, то с точностью до знака
равна высоте параллелепипеда, построенного
на векторах
,
при условии, что параллелограмм,
поостренный на векторах
и
,
является основанием этого параллелепипеда.
Следовательно, с точностью до знака
смешанное произведение равно объему
этого параллелепипеда. Остается
разобраться со знаком.
Если
тройка векторов
является правой, т.е. вектор
лежит по ту же сторону плоскости,
определяемой векторами
и
,
что и вектор
,
то проекция
положительна. Если тройка векторов
является левой, т.е. вектор
лежит по другую сторону плоскости, то
проекция
отрицательна.
Наконец,
если векторы
компланарны,
то вектор
лежит в плоскости, определяемой векторами
и
,
и его проекция на направление вектора
равна 0. Значит, равно 0 и смешанное
произведение
.
Теорема доказана.
