Лекция тақырыбы. Вектор – функциялар ұғымы.
Векторлық есептеулер екі бөлімнен тұрады: векторлық алгебра және векторлық анализ.
Векторлық алгебраның элементтері вевлитикалық геометрия курсында қаралады. Мұнда вектор ұғымы және оларға қолданылатын амалдар: векторларды қосу, азайту, векторды скалярға көбейту, векторлардың скаляр көбейтіндісі, векторлардың векторлық көбейтіндісі, векторлардың аралас көбейтіндісі қарастырылады. Бұл амалдардың барлығы тұрақты векторлар үшін енгізілген.
Векторлық анализ айымалы векторларды қарастырып, шектер мен дифференциалды есептеу теорияларын құра отырып, векторлық функцияларды оқиды. Скаляр аргументті функция ұғымы векторлық анализдің негізгі туынды ( алғашқы) ұғымы болып табылады.
tL, векторының басы О нүктеде, t=1 t=2
ұшы М(t) нүктеде жатады. Сондықтан. M(t)
вектор t уақыттағы функция болады.
L
O
Көптеген қолданбаларда векторлар үстіндегі сызықтық амалдардың жеткіліксіз екендігі байқалады. Күш жұмысы ұғымы, сол сияқты сызықтық жылдамдық пен айналатын қатты дене нүктесінің радиус-векторы арасындағы байланысты тек (векторларға қолданылатын) бинар операциясы көмегімен өрнектеуге болады. Мұндай операциялардын қасиеттері сандар көбейтіндісі операциясының қасиеттеріне ұқсас.
Келтірілген жағдайдың бірінде операция нєтижесі сан болса, екіншісінің нєтижесі вектор. Осы операциялардың жақсы танымалы анықтамаларын келтірейік.
Анықтама. жєне векторларының скаляр көбейтіндісі деп осы векторлардың ұзындықтары мен олардың арасындағы бұрыш косинусының көбейтіндісіне тең санды айтады.
Скаляр көбейтіндісін (,) арқылы белгілеп, бұл анықтаманы
(,) (11) түрінде жазуымызға болады.
Нөлдік көбейткіштері үшін (,) (12)
Қасиеттері:
(,)=(,) (13)
скаляр көбейтіндісінің ауыстырымдылығы және скалярға көбейтуге қатысты
2. (,)= (14)
3. (,) (15)
4. (16) – үлестірімділік қасиеті
5. (17)
Скаляр көбейтінді өзінің әрбір көбейткішіне қатысты сызықты.
Сонымен бірге нольден өзгеше векторлардың скаляр көбейтіндісінің нольге айналуы сол векторлардың перпендикулярлығының айғағы. Бұдан
ПОӘК 042-02.01.20.123/02-2013
|
01.09.2013 №1 басылым
|
10 –ші беті 48 беттің
|
(18) шығады.
Шынында, (,)теңдігінен (11) формула бойынша екендігі шығады.
Керісінше,
Анықтама. Нольден өзгеше және векторларының векторлық көбейтіндісі деп төмендегі үш қасиетпен анықталатын векторын айтады:
1) атап айтқанда көбейтінді көбейткіштерге перпендикуляр;
2) , векторлар үштігі декарт базисінің үштігімен бірдей ориентацияланған
3-сурет
3) (19)
Бұл анықтамадан векторлық көбейтіндінің нольге тең болуы олардың коллинеарлығын білдіретіні шығады.
Векторлық көбейтіндінің қасиеттері:
(20) - антикомутативті
()= (21)
(22) - үлестірімділік заңы
(23) - біріктіру заңы
(17), (20),(23) формулаларына сүйене отырып скаляр және векторлық көбейтінділерінің, көбейткіштердің координаталары арқылы өрнектелуін шығарып алу қиын емес.
векторларына қолданып
(24)
(25)
формулаларына келеміз. Соңғы формуланы
(26)
түрінде жазуға болады.
Енді үш
(27)
векторын қарастырайық. векторын арқылы белгілеп
көбейтіндісін есептейік. (26) және (24) формулаларын пайдаланып мынаны аламыз:
ПОӘК 042-02.01.20.123/02-2013
|
01.09.2013 №1 басылым
|
11–ші беті 48 беттің
|
(28)
Мұнан = шығады, сондықтан
(281)
анықтамысын енгізген орынды.
Әдетте үш вектордың мұндай көбейтіндісін аралас немесе векторлы-скаляр көбейтінді дейді.
Үш вектордың сызықтық тәуелділігі олардың компланарлығын білдіретіндіктен, сонымен бірге (28) анықтауышы жолдарының сызықтық тәуелділігін білдіретіндіктен, үш вектордың аралас көбейтіндісінің нольге айналуы олардың компланарлығымен мәндес деп айтуымызға болады.
Сонымен жағдайында:
компланар -.
Соңында аралас көбейтіндінің геометриялық мағынасын ашайық.
саны
векторларында салынған параллелограммның S ауданы болғандықтан, ал және (мұндағы һ-қырлары параллелепипедінің биіктігі), онда
мұнда V-сөз етіліп отырған параллелепипедтің көлемі.
Негізгі әдебиеттер:[1-5]
Қосымша әдебиеттер:[6-7]
Достарыңызбен бөлісу: |