Kąt między wektorami - video lekcja

Geometria analityczna — kąt między wektorami

Równoległość i prostopadłość wektorów • Od teorii do praktyki.

1 Wzory i warunki

1. Wyznaczanie kąta między wektorami

Kąt \(\alpha\) między dwoma niezerowymi wektorami \(u=[u_1,u_2]\) oraz \(v=[v_1,v_2]\) można obliczać za pomocą funkcji trygonometrycznych:

\( \displaystyle \cos\alpha=\frac{u_1v_1+u_2v_2}{\sqrt{u_1^2+u_2^2}\cdot\sqrt{v_1^2+v_2^2}} \)
\( \displaystyle \sin\alpha=\frac{|u_1v_2-u_2v_1|}{\sqrt{u_1^2+u_2^2}\cdot\sqrt{v_1^2+v_2^2}} \)
\( \displaystyle |u|=\sqrt{u_1^2+u_2^2} \)

Powyższych wzorów na sinus i cosinus kąta między wektorami nie ma w tablicach maturalnych.

2. Warunki równoległości i prostopadłości wektorów
  • Równoległość \((u\parallel v)\): \( \displaystyle u_1v_2-u_2v_1=0 \).
  • Prostopadłość \((u\perp v)\): \( \displaystyle u_1v_1+u_2v_2=0 \).
3. Wzory z tablic maturalnych (dotyczące prostych)

Dla prostych o równaniach ogólnych \(A_1x+B_1y+C_1=0\) oraz \(A_2x+B_2y+C_2=0\):

  • Równoległość prostych: \( \displaystyle A_1B_2-A_2B_1=0 \).
  • Prostopadłość prostych: \( \displaystyle A_1A_2+B_1B_2=0 \).
4. Operacje na wektorach
  • Mnożenie wektora przez liczbę: \( \displaystyle a\cdot[u_1,u_2]=[a\cdot u_1,\;a\cdot u_2] \).
  • Różnica wektorów: \( \displaystyle [u_1,u_2]-[v_1,v_2]=[u_1-v_1,\;u_2-v_2] \).

2 Zadania

Zad. 1
Wyznacz kąt między wektorami \(\vec{u}=[7,-1]\) i \(\vec{v}=[-2,2]\).
Zad. 2
Wyznacz kąt między wektorami \(\vec{u}=[-4,8]\) i \(\vec{v}=[1,2]\).
Zad. 3
Zbadaj czy wektory \(\vec{u}=[2,5]\) i \(\vec{v}=[\sqrt{28},\,5\sqrt{7}]\) są równoległe czy prostopadłe?
Zad. 4
Zbadaj czy wektory \(\vec{u}=[2\sqrt{3},-9]\) i \(\vec{v}=[9,\sqrt{12}]\) są równoległe czy prostopadłe?
Zad. 5
Dla jakiego parametru \(a\) wektory \(\vec{u}=[a-2,3]\) i \(\vec{v}=[a-2,\,a^2+2a+4]\) są równoległe?
Zad. 6
Wykaż, że jeżeli \(\vec{u}=[3,-1]\), \(\vec{v}=[-2,5]\) i \(\vec{p}=[1,-2]\), oraz wiedząc, że wektor \(\vec{p}\) jest prostopadły do wektora \(\vec{r}\), gdzie \(\vec{r}=a\cdot\vec{u}-b\cdot\vec{v}\), to \(12b+5a=0\).

Video lekcja dostępna w abonamencie PREMIUM Zaloguj się

Dalsza część dostępna jest dla Użytkowników PREMIUM  👉 Abonament PREMIUM

Related Articles

logo 2022 joomla footer