Правило треугольника векторы сложение: Какие правила сложения векторов вы знаете?

Векторы — что это, определение и ответ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

Вектор – отрезок, у которого есть начало и конец, то есть указано его направление.

Вектор обозначается через точки начала и конца вектора, например \(\overrightarrow{АВ}\) (первая буква – начало вектора, вторая – конец) или, если мы хотим обозначить вектор без указания точек, пишем просто \(\overrightarrow{a}\).

Точка тоже может быть вектором, в таком случае вектор называют нулевым, т.к. его началом и концом является одна и та же точка. Обозначаем нулевой вектор как, например, \(\overrightarrow{\text{MM}}\) или \(\overrightarrow{0}\).

Длина или модуль вектора – это длина отрезка (как если бы у него не было направления).

Длина вектора \(\overrightarrow{АВ}\) обозначается как \(\left| \overrightarrow{АВ} \right|\), длина вектора \(\overrightarrow{a}\ \)как \(\left| \overrightarrow{a} \right|\), а длина нулевого вектора всегда равна нулю:

\(\left| \overrightarrow{АВ} \right| = 7\)

\(\left| \overrightarrow{a} \right| = 3\)

\(\left| \overrightarrow{\text{MM}} \right| = \left| \overrightarrow{0} \right| = 0\)

РАСПОЛОЖЕНИЕ ВЕКТОРОВ

Коллинеарные векторы – это векторы, которые лежат на параллельных прямых или на одной прямой. Нулевой вектор коллинеарен любому вектору.

Сонаправленные векторы – это коллинеарные векторы, которые направлены в одну сторону.

Обозначается как \(\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{b}\) (вектор \(\overrightarrow{a}\) сонаправлен вектору \(\overrightarrow{b}\))

Противоположно направленные векторы – это коллинеарные векторы, которые направлены в противоположные стороны.

Обозначаются как \(\overrightarrow{a} \uparrow \downarrow \overrightarrow{b}\) (вектор \(\overrightarrow{a}\) противоположно напрвлен вектору \(\overrightarrow{b}\))

Равные векторы – это сонаправленные векторы, у которых равны длины, т.е. у них одинаковые и направление, и длина.

Например:

  1. \(\overrightarrow{АВ}\) и \(\overrightarrow{a}\) – коллинеарны, при этом противоположно направлены, т.к. лежат параллельных прямых и направлены в разные стороны:

\(\overrightarrow{АВ} \uparrow \downarrow \overrightarrow{a}\)

  1. \(\overrightarrow{\text{CD}}\) и \(\overrightarrow{b}\) – коллинеарны, при этом сонаправлены, т. к. лежат параллельных прямых и направлены в одну сторону:

\(\overrightarrow{\text{CD}} \upuparrows \overrightarrow{b}\)

  1. \(\overrightarrow{\text{CD}}\) и \(\overrightarrow{b}\) – равны, т.к. сонаправлены (из п.2) и равны по модулю:

\(\left. \ \frac{\overrightarrow{\text{CD}} \upuparrows \overrightarrow{b}}{\overrightarrow{\left| \text{CD} \right|} = 5 = \left| \overrightarrow{b} \right|} \right\} \Longrightarrow \overrightarrow{\text{CD}} = \overrightarrow{b}\)

  1. \(\overrightarrow{М}\) коллинеарен всем векторам, и может являться им как сонаправленным, так и противоположно направленным, т.к. \(\overrightarrow{М} = \overrightarrow{0}\).

СВОЙСТВА НЕНУЛЕВЫХ КОЛЛИНЕАРНЫХ ВЕКТОРОВ:

\(\left. \ \frac{\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{b}}{\overrightarrow{b} \upuparrows c} \right\} \Longrightarrow \overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{c}\)

Если \(\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{b}\) и \(\overrightarrow{b} \upuparrows c\), то \(\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{c}\)

\(\left. \ \frac{\overrightarrow{a} \uparrow \downarrow \overrightarrow{b}}{\overrightarrow{b} \uparrow \downarrow c} \right\} \Longrightarrow \overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{c}\)

Если \(\overrightarrow{a} \uparrow \downarrow \overrightarrow{b}\) и \(\overrightarrow{b} \uparrow \downarrow c\), то \(\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{c}\)

\(\left. \ \frac{\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{b}}{\overrightarrow{a} \uparrow \downarrow \overrightarrow{c}} \right\} \Longrightarrow \overrightarrow{b} \uparrow \downarrow \overrightarrow{c}\)

Если \(\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{b}\) и \(\overrightarrow{a} \uparrow \downarrow \overrightarrow{c}\), то \(\overrightarrow{b} \uparrow \downarrow \overrightarrow{c}\)

ОТКЛАДЫВАЕНИЕ ВЕКТОРА ОТ ТОЧКИ:

Говорят, что вектор отложен от точки, если она является его началом. Например, \(\overrightarrow{АВ}\) отложен от точки А, \(\left| \text{CD} \right|\) отложен от точки С и так далее. Можно откладывать абсолютно любые векторы абсолютно из любых точек. Это описывается следующим правилом:

От любой точки можно отложить вектор, равный данному и при том только один.

Например, возьмем точку М и два вектора \(\overrightarrow{a}\) и \(\overrightarrow{b}\). Мы можем отложить от точки М вектора, равные \(\overrightarrow{a}\) и \(\overrightarrow{b}\) всего один раз. Делается это параллельным переносом:

Таким образом \(\overrightarrow{a} = \overrightarrow{a’}\), и \(\overrightarrow{b} = \overrightarrow{b’}\), при этом \(\overrightarrow{a’}\ и\ \overrightarrow{b’}\) отложены от точки М.

СЛОЖЕНИЕ ВЕКТОРОВ:

При сложении векторов нужно учитывать их направления, поэтому проще всего складывать вектора визуально. Существуют два самых простых способа сложить два вектора – это правило треугольника и правило параллелограмма.

ПРАВИЛО ТРЕУГОЛЬНИКА

Если нужно найти сумму двух векторов, по правилу треугольника нужно:

  1. Параллельным переносом перенести начало одного вектора в конец другого.

  2. Пусть эти векторы будут сторонами треугольника, тогда третья его сторона – их сумма.

  3. Обозначить направление получившегося вектора суммы – от начала первого вектора в конец второго (стрелка к стрелке).

Пример №1:

Найдите сумму векторов \(\overrightarrow{a}\) и \(\overrightarrow{b}\) по правилу треугольника:

  1. Перенесем вектор \(\overrightarrow{b}\) так, чтобы он начинался там, где заканчивается вектор \(\overrightarrow{a}\).

  1. Соединим эти векторы в треугольник, третьей стороной которой будет вектор \(\overrightarrow{c} = \overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}\).

  1. Направление вектора \(\overrightarrow{c}\) будет идти от начала \(\overrightarrow{a}\) до конца \(\overrightarrow{b}\) (стрелка к стрелке)

ПРАВИЛО ПАРАЛЛЕЛОГРАММА:

Если нужно найти сумму двух векторов, по правилу параллелограмма нужно:

  1. Параллельным переносом перенести начала этих векторов в одну точку.

  2. Пусть эти векторы будут сторонами параллелограмма, тогда диагональ этого параллелограмма – их сумма.

  3. Обозначить направление получившегося вектора суммы – от начала векторов в противоположный конец параллелограмма (по диагонали).

Пример №2:

Найдите сумму векторов \(\overrightarrow{a}\) и \(\overrightarrow{b}\) по правилу параллелограмма:

  1. Перенесем оба вектора параллельным переносом так, чтобы они начинались из одной точки.

  1. Представим, что они являются сторонами параллелограмма.

  1. Диагональ этого параллелограмма, которая начинается в точке начала векторов \(\overrightarrow{a}\) и \(\overrightarrow{b}\) – это вектор \(\overrightarrow{c} = \overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}\).

СВОЙСТВА СЛОЖЕНИЯ ВЕКТОРОВ:

  1. Переместительное свойство:

\(\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b} = \overrightarrow{b} + \overrightarrow{a}\)

  1. Сочетательное свойство:

\((\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) + \overrightarrow{c} = \overrightarrow{a} + (\overrightarrow{b} + \overrightarrow{c})\)

СЛОЖЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВЕКТОРОВ:

Чтобы сложить несколько векторов, нужно ставить их друг за другом, сохраняя их направление (используя параллельный перенос), тогда их суммой будет являться вектор, начала которого – это начало первого вектора, а конец – конец последнего вектора (как в правиле треугольника).

Пример №3:

Найдите сумму векторов \(\overrightarrow{a}\), \(\overrightarrow{b}\), \(\overrightarrow{c}\), \(\overrightarrow{d}\) и \(\overrightarrow{e}\):

  1. Поставим эти векторы как бы по порядку сохраняя их длину и направление. По переместительному свойству неважно, в каком порядке мы будем располагать вектора. Соединим их, например, в таком порядке — \(\overrightarrow{d}\), \(\overrightarrow{e}\), \(\overrightarrow{b}\), \(\overrightarrow{c}\), \(\overrightarrow{a}\).

  2. Проведем вектор их суммы от начала первого вектора в конец второго:

ВЫЧИТАНИЕ ВЕКТОРОВ:

Вычесть вектор – это то же самое, что прибавить отрицательный вектор:

\(\overrightarrow{a}\ –\ \overrightarrow{b} = \overrightarrow{a} + (–\overrightarrow{b})\)

То есть и при вычитании можно использовать правила сложения. Главное – найти противоположный вектор.

Само словосочетание «противоположный вектор» говорит о том, что такие вектора направлены в разные стороны.

Значит вычесть вектор – значит прибавить вектор с противоположным ему направлением.

Мы можем проверить это свойство алгебраически. Мы знаем, что противоположные числа в сумме дают 0:

\(a + (–a) = a\ –\ a = 0\)

Тогда и сумма противоположных векторов дадут 0 (т.е. если мы «пойдем» от начала до конца \(\overrightarrow{a}\) и обратно по –\(\overrightarrow{a}\), то мы вернемся снова в начало \(\overrightarrow{a}\)):

Значит и для векторов справедливо это свойство:

\(\overrightarrow{a}\ + (–\ \overrightarrow{a}) = 0\)

Пример №4:

Найдите \(\overrightarrow{f} = \overrightarrow{a}\ –\ \overrightarrow{b} + \overrightarrow{c}\ –\ \overrightarrow{d}\ –\ \overrightarrow{e}\), если

  1. Можем использовать сложение векторов, если мы найдем отрицательные векторы. В данном случае отрицательны векторы \(\overrightarrow{b}\), \(\overrightarrow{d}\) и \(\overrightarrow{e}\). Тогда \(\overrightarrow{–b}\), \(–\overrightarrow{d}\) и \(–\overrightarrow{e}\) следующие:

  1. Теперь сложим все векторы, учитывая отрицательные:

ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВЕКТОРА И ЧИСЛА:

Произведением ненулевого вектора и числа является вектор, коллинеарный данному, длина которого равна произведению длины данного вектора и числа:

\(k \bullet \overrightarrow{a} = \overrightarrow{\text{ka}}\)

где k – это число, при этом:

\(\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{\text{ka}}\) при \(k > 0\)

\(\overrightarrow{a} \uparrow \downarrow \overrightarrow{\text{ka}}\) при \(k < 0\)

Произведением любого вектора на ноль является нулевой вектор.

Пример №5:

Найдите 5\(\overrightarrow{a}\) и –2\(\overrightarrow{a}\) , если:

1. Также можно представить произведение вектора и числа как сложение этого вектора несколько раз:

\(5\overrightarrow{a} = \overrightarrow{a} + \overrightarrow{a} + \overrightarrow{a} + \overrightarrow{a} + \overrightarrow{a}\):

\(5\overrightarrow{a} \upuparrows \overrightarrow{a}\), т.к 5 > 0

2. Аналогично поступим и с отрицательным числом, только теперь уже складываем противоположные векторы:

\(–2\overrightarrow{a} \uparrow \downarrow \overrightarrow{a}\), т.к –2 < 0

СВОЙСТВА ПРОИЗВЕДЕНИЯ ВЕКТОРА И ЧИСЛА:

  1. Сочетательное свойство:

\(kl \bullet \overrightarrow{a} = k(l\overrightarrow{a}) \)

  1. Распределительный закон:

\(\overrightarrow{a}(k + l) = k\overrightarrow{a} + l\overrightarrow{a}\)

и

\(k(\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) = k\overrightarrow{a} + k\overrightarrow{b}\)

ПРИМЕНЕНИЕ ВЕКТОРОВ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ:

Используя векторы и связанные с ними свойства можно решать различные геометрические задачи.

Пример №6:

Точка С – середина отрезка АВ, О – произвольная точка на плоскости. Докажите, что

\(ОС = \frac{1}{2}(АО + ОВ)\)

  1. По правилу треугольника:

\(\overrightarrow{ОС} = \overrightarrow{ОА} + \overrightarrow{АС}\)

\(\overrightarrow{ОС} = \overrightarrow{ОВ} + \overrightarrow{ВС}\)

  1. Сложим два этих выражения, получим:

\(2\overrightarrow{ОС} = \overrightarrow{ОА} + \overrightarrow{ОВ} + \overrightarrow{АС} + \overrightarrow{ВС}\)

  1. При этом \(\overrightarrow{АС}\) и \(\overrightarrow{ВС}\) – противоположные векторы, т.к. равны по модулю (точка С середина АВ), и имеют противоположное направление, значит:

\(2\overrightarrow{ОС} = \overrightarrow{ОА} + \overrightarrow{ОВ} + \overrightarrow{АС} + \overrightarrow{ВС}\)

\(2\overrightarrow{ОС} = \overrightarrow{ОА} + \overrightarrow{ОВ} + 0\)

\(ОС = \frac{1}{2}(АО + ОВ)\)

Что и требовалось доказать.

Пример №7:

ABCD трапеция. Точки M и N середины оснований BC и AD соответственно. Точка О – точка пересечения прямых AB и CD. Докажите, что О, M и N лежат на одной прямой.

  1. Треугольники OAD и OBC подобны по двум углам:

\(\left. \ \frac{\angle\text{OBC} = \angle OAD\ как\ соответствующие\ углы}{\angle O\ — \ общий} \right\}\Delta\text{OAD}\sim\text{ΔOBC}\)

\(\frac{\text{OA}}{\text{OB}} = \frac{\text{OD}}{\text{OC}} = k\)

  1. При этом соответствующие стороны коллинеарны, значит можем выразить их как произведение числа и вектора:

\(\overrightarrow{\text{OA}} \upuparrows \overrightarrow{\text{OB}} \Longrightarrow \overrightarrow{\text{OA}} = k\overrightarrow{\text{OB}}\)

\(\overrightarrow{\text{OD}} \upuparrows \overrightarrow{\text{OC}} \Longrightarrow \overrightarrow{\text{OD}} = k\overrightarrow{\text{OC}}\)

  1. В данной задаче можем выразить \(\overrightarrow{\text{OM}}\) и \(\overrightarrow{ON}\) как

\(\overrightarrow{\text{OM}} = \frac{1}{2}\left( \overrightarrow{\text{OB}} + \overrightarrow{\text{OC}} \right)\)

\(\overrightarrow{\text{ON}} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{\text{OA}} + \overrightarrow{\text{OD}})\)

т. к. М – середина BC, а N – середина AD (аналогично вектору \(\overrightarrow{\text{OC}}\) из Примера №6).

  1. Соединим выразим вектор \(\overrightarrow{\text{ON}}\) через \(\overrightarrow{\text{OA}}\) и \(\overrightarrow{\text{OD}}\) из пункта 3:

\(\overrightarrow{\text{ON}} = \frac{1}{2}\left( \overrightarrow{\text{OA}} + \overrightarrow{\text{OD}} \right)\)

\(\overrightarrow{\text{ON}} = \frac{1}{2}\left( k\overrightarrow{\text{OB}} + k\overrightarrow{\text{OC}} \right)\)

\(\overrightarrow{\text{ON}} = \frac{1}{2}k\left( \overrightarrow{\text{OB}} + \overrightarrow{\text{OC}} \right)\)

\(\overrightarrow{\text{ON}} = k(\frac{1}{2}\left( \overrightarrow{\text{OB}} + \overrightarrow{\text{OC}} \right)) = k\overrightarrow{\text{OM}}\)

  1. Если вектор \(\overrightarrow{\text{ON}}\) можно представить как произведение числа k с вектором \(\overrightarrow{\text{OM}}\), значит \(\overrightarrow{\text{ON}}\) и \(\overrightarrow{\text{OM}}\) коллинеарны, а значит лежат на одной прямой (они не могут быть параллельны, т. к. уже пересекаются в точке О).

Что и требовалось доказать.

8 класс. Геометрия. Векторы. Сложение и вычитание векторов. — Сложение и вычитание векторов.

Комментарии преподавателя

Сло­же­ние и вы­чи­та­ние век­то­ров

На преды­ду­щем уроке мы опре­де­ли­ли по­ня­тие век­то­ра, ска­за­ли, какие век­то­ры на­зы­ва­ют­ся рав­ны­ми, кол­ли­не­ар­ны­ми, со­на­прав­лен­ны­ми и про­ти­во­на­прав­лен­ны­ми.

Те­перь пусть за­да­но два век­то­ра – век­то­ра  и . Най­дем сумму этих двух век­то­ров . Для этого от­ло­жим из неко­то­рой точки А век­тор . Из точки В от­ло­жим век­тор . Тогда век­тор  на­зы­ва­ют сум­мой за­дан­ных век­то­ров:  (см. Рис. 1).

Рис. 1

Дан­ное опре­де­ле­ние можно объ­яс­нить так: пусть был задан груз, и сна­ча­ла на него по­дей­ство­ва­ла сила  – он пе­ре­ме­стил­ся из точки А в точку В, после этого по­дей­ство­ва­ла сила  – груз пе­ре­ме­стил­ся из точки В в точку С. Но в ре­зуль­та­те дей­ствия двух этих сил груз пе­ре­ме­стил­ся из точки А в точку С.

Таким об­ра­зом, мы по­лу­чи­ли опре­де­ле­ние суммы двух век­то­ров – пра­ви­ло тре­уголь­ни­ка.

Пра­ви­ло тре­уголь­ни­ка

Для того чтобы по­лу­чить сумму двух век­то­ров, нужно из про­из­воль­ной точки от­ло­жить пер­вый век­тор, из конца по­лу­чен­но­го век­то­ра от­ло­жить вто­рой век­тор, и по­стро­ить век­тор, со­еди­ня­ю­щий на­ча­ло пер­во­го с кон­цом вто­ро­го – это и будет сумма двух век­то­ров.

Можно про­ве­сти ана­ло­гию с чис­ла­ми. Мы ввели по­ня­тие числа, на­учи­лись скла­ды­вать числа, опре­де­ли­ли за­ко­ны сло­же­ния и так далее. Те­перь мы ввели по­ня­тие век­то­ра, на­учи­лись на­хо­дить рав­ные век­то­ра, скла­ды­вать век­то­ра. Те­перь нужно опре­де­лить за­ко­ны сло­же­ния.

За­ко­ны сло­же­ния век­то­ров

Для любых век­то­ров ,  и  спра­вед­ли­вы сле­ду­ю­щие ра­вен­ства:

 – пе­ре­ме­сти­тель­ный закон.

До­ка­за­тель­ство: от­ло­жим из точки сна­ча­ла век­тор , по­лу­ча­ем точку В, из нее от­кла­ды­ва­ем век­тор , по­лу­ча­ем точку С и век­тор .

Те­перь от­ло­жим из точки А сна­ча­ла век­тор  по­лу­чим точку В, из нее от­ло­жим век­тор, по­лу­чим точку С и век­тор .

Чтобы до­ка­зать ра­вен­ство по­лу­чен­ных век­то­ров, вы­пол­ним оба по­стро­е­ния из одной точки и по­лу­чим таким об­ра­зом пра­ви­ло па­рал­ле­ло­грам­ма (см. Рис. 2).

Рис. 2

От­кла­ды­ва­ем из точки А век­тор  и век­тор . Из точки В от­кла­ды­ва­ем век­тор , век­то­ра  и  равны, а зна­чит, сто­ро­ны ВС и АВ1 че­ты­рех­уголь­ни­ка АВСВ1 па­рал­лель­ны. Ана­ло­гич­но па­рал­лель­ны и сто­ро­ны АВ и В1С, таким об­ра­зом, мы по­лу­чи­ли па­рал­ле­ло­грамм. АС – диа­го­наль па­рал­ле­ло­грам­ма. , таким об­ра­зом, мы до­ка­за­ли пе­ре­ме­сти­тель­ный

Рис. 3

закон сло­же­ния век­то­ров и по­лу­чи­ли пра­ви­ло па­рал­ле­ло­грам­ма (см. Рис. 3).

Пра­ви­ло па­рал­ле­ло­грам­ма

Чтобы по­лу­чить сумму двух век­то­ров, нужно из про­из­воль­ной точки от­ло­жить эти два век­то­ра и по­стро­ить на них па­рал­ле­ло­грамм. Диа­го­наль па­рал­ле­ло­грам­ма, ис­хо­дя­щая из на­чаль­ной точки, и будет сум­мой за­дан­ных век­то­ров.

 – со­че­та­тель­ный закон;

Из про­из­воль­ной точки А от­ло­жим век­тор , при­ба­вим к нему век­тор , по­лу­чим их сумму . К этой сумме при­ба­вим век­тор , по­лу­чим ре­зуль­тат  (см. Рис. 4).

Рис. 4

В пра­вой части вы­ра­же­ния мы сна­ча­ла по­лу­чи­ли сумму век­то­ров , после при­ба­ви­ли ее к век­то­ру  и по­лу­чи­ли ре­зуль­тат:  (см. Рис. 5).

Таким об­ра­зом, мы до­ка­за­ли со­че­та­тель­ный закон сло­же­ния век­то­ров.

Рис. 5

Пра­ви­ло мно­го­уголь­ни­ка

Чтобы сло­жить несколь­ко век­то­ров, нужно из про­из­воль­ной точки от­ло­жить пер­вый век­тор, из его конца от­ло­жить вто­рой век­тор, из конца вто­ро­го век­то­ра от­ло­жить тре­тий и так далее; когда все век­то­ры от­ло­же­ны, со­еди­нив на­чаль­ную точку с кон­цом по­след­не­го век­то­ра, по­лу­чим сумму несколь­ких век­то­ров (см. Рис. 6).

Рис. 6

По ана­ло­гии с дей­стви­тель­ны­ми чис­ла­ми после того, как мы на­учи­лись их скла­ды­вать, нужна об­рат­ная опе­ра­ция – вы­чи­та­ние.

Пусть за­да­но два век­то­ра – век­то­ры  и . Най­дем раз­ность этих двух век­то­ров .

Опре­де­ле­ние

Раз­но­стью двух век­то­ров  и  на­зы­ва­ют такой тре­тий век­тор, сумма ко­то­ро­го с век­то­ром  равна век­то­ру .

Если задан век­тор , то можно по­стро­ить про­ти­во­по­лож­ный ему век­тор , ко­то­рый будет равен по длине, но про­ти­во­на­прав­лен. Сумма про­ти­во­по­лож­ных век­то­ров все­гда есть ну­ле­вой век­тор: . Таким об­ра­зом, .

От­ло­жим из про­из­воль­ной точки век­тор , из его конца от­ло­жим век­тор , по­лу­чим в ре­зуль­та­те век­тор  (см. Рис. 7).

Рис. 7

Рас­смот­рим вы­чи­та­ние век­то­ров на па­рал­ле­ло­грам­ме. Из точки А от­ло­жим век­то­ры  и . Из точек В и D от­ло­жим век­то­рв  и  со­от­вет­ствен­но. Диа­го­наль АС – это сумма век­то­ров  и : . Но в па­рал­ле­ло­грам­ме есть еще вто­рая диа­го­наль – BD. При­ба­вим к век­то­ру  век­тор , по­лу­чим век­тор  (см. Рис. 8).

Рис. 8

Итак, на дан­ном уроке мы вы­ве­ли пра­ви­ла сло­же­ния и вы­чи­та­ния век­то­ров при по­мо­щи тре­уголь­ни­ка и па­рал­ле­ло­грам­ма, сфор­му­ли­ро­ва­ли за­ко­ны сло­же­ния век­то­ров.

ИСТЧНИК

http://interneturok.ru/ru/school/geometry/8-klass/vektory/slozhenie-i-vychitanie-vektorov

http://www.youtube.com/watch?v=r8icqcsv5AQ

http://metodbook.ru/index.php/matematika/9-testy-po-geometrii-9-klass/4-test-po-geometrii-9-klass-tema-slozhenie-i-vychitanie-vektorov-variant-1.html

http://gdz-matem.ru/8class/25-9.2-slozhenie-i-vychitanie-vektorov.html

 

http://www.lenbaza.ru/baza/pict/111.jpg

 

Треугольник, параллелограмм и многоугольник Закон векторов

В этой статье мы обсудим сложение векторов как концепцию. Сложение векторов преподается с использованием закона треугольника и закона параллелограмма в дополнение к коммутативным и ассоциативным особенностям сложения векторов.

Треугольный закон сложения векторов

Если два вектора представлены двумя сторонами треугольника по величине и направлению, взятыми в одном порядке, то третья сторона этого треугольника представляет (по величине и направлению) равнодействующую векторов.

 

Треугольный закон сложения векторов — это математическая формула, описывающая, как векторы складываются в треугольник.

Перемещение из точки A в точку B представлено вектором AB, который может быть записан в следующем виде: мальчик путешествует из точки A в точку B и затем из точки B в точку C. Какова общая сумма вызванного им смещения из точки А в точку С?

 

 

 

Это смещение обеспечивается вектором AC, где AC — вектор ускорения.

 

АС = АВ + ВС.

В сложении векторов это известно как закон сложения векторов треугольника.

 

Если у вас есть два вектора a и b, вы должны разместить их таким образом, чтобы начальная точка одного вектора совпадала с конечной точкой другого вектора, чтобы сложить их вместе. Это показано на рис. 2 (i) и (ii) ниже, соответственно:

 

 

 

На рис. 2 (ii) показано, что вектор b был перемещен без изменения его величины или направления, так что его начальная точка совпадает с конечной точкой вектора a. Это помогает в формировании треугольника ABC, а третья сторона AC дает нам сумму двух векторов a и b соответственно. В результате на основании рис. 2 (ii) мы можем записать

AB + BC = AC

Ведь теперь мы знаем, что AC = – CA. В результате приведенного выше уравнения мы имеем

 

AB + BC = -CA

Альтернативно, AB + BC + CA = 0,

Альтернативно, AA = 0,

Кроме того, это нулевой вектор, поскольку начальная и конечная точки совпадают, как показано на рис. следующую диаграмму:

 

 

Теперь, как показано на рис. 4 ниже, давайте построим вектор BC ‘, величина которого такая же, как у вектора BC, но чье направление противоположно направлению вектора ДО Н. Э. Или

 

до н.э. =– до н.э.

Поэтому, когда мы используем закон сложения векторов треугольника, мы получаем

AC′ = AB + BC′ = AB + (– BC′) = a – b.

Разница между векторами a и b представлена ​​вектором AC′.

Закон сложения векторов параллелограмма

Закон сложения векторов параллелограмма гласит, что если два вектора представлены двумя смежными сторонами параллелограмма по направлению и величине, то равнодействующая этих векторов представлена ​​(по величине и направлению) Диагональ параллелограмма начинается в той же точке, что и два исходных вектора.

 

Закон сложения векторов в виде параллелограмма — это математическая формула, описывающая, как векторы складываются в параллелограмм.

Теперь давайте рассмотрим немного более сложную проблему. Рассмотрим сценарий лодки, плывущей по реке с одного берега на другой в направлении, перпендикулярном течению реки. На эту лодку действуют два вектора скорости:

 

Скорость лодки определяется мощностью двигателя.

Скорость течения реки измеряется в метрах в секунду.

Когда эти две скорости воздействуют на лодку одновременно, лодка начинает двигаться с другой скоростью. Изучите, как мы можем вычислить результирующую скорость лодки, и посмотрите, что у нас получится.

 

Чтобы найти решение, рассмотрим два приведенных ниже вектора a и b, которые являются двумя соседними сторонами параллелограмма с точки зрения их размера и направления, как показано на диаграмме ниже.

 

 

Они представлены по размеру и направлению диагональю параллелограмма, проходящей через их общую точку, которая представляет их сумму, a + b. В векторном сложении это известно как параллелограммный закон сложения векторов.

 

Пожалуйста, имейте в виду, что закон треугольника позволяет нам вывести из рис. 5 следующее:

 

OA +AC = OC.

В качестве альтернативы, OA + OB OC… из-за того, что AC=OB

 

В результате можно сделать вывод, что правила сложения векторов треугольника и параллелограмма аналогичны друг другу по функциональности.

 

 

Изображение, показывающее закон сложения векторов полигонов тогда их равнодействующая может быть представлена ​​по величине и направлению замыкающей стороной многоугольника, взятого в обратном порядке.

Заключение

Если два вектора представлены двумя сторонами треугольника по величине и направлению, взятыми в одном порядке, то третья сторона этого треугольника представляет (по величине и направлению) равнодействующую векторов. Треугольный закон сложения векторов — это математическая формула, описывающая, как векторы складываются в треугольник. Закон сложения векторов параллелограмма гласит, что если два вектора представлены двумя соседними сторонами параллелограмма по направлению и величине, то равнодействующая этих векторов представлена ​​(по величине и направлению) диагональю параллелограмма, начинающейся в той же точке. как два исходных вектора. Перемещение из точки А в точку В изображается вектором АВ. Закон сложения векторов параллелограмма — это математическая формула, описывающая, как векторы складываются в параллелограмм. Утверждается, что если множество векторов можно представить по величине и направлению сторонами многоугольника, взятыми в том же порядке, то их равнодействующая может быть представлена ​​по величине и направлению замыкающей стороной многоугольника, взятого в обратном порядке. .

 

сил — Как и почему работает закон сложения векторов?

Задать вопрос

спросил

Изменено 2 года, 9 месяцев назад

Просмотрено 355 раз

$\begingroup$

Наш учитель объяснил нам сложение векторов. Он объяснил нам треугольный закон векторного сложения.

У меня два вопроса:

  1. Он сказал, что вектор $\vec{R}$ является результирующим вектором, что означает, что вместо того, чтобы проходить через $\vec{A}$ и $\vec{B}$, мы мог бы напрямую пройти через $\vec{R}$. Я не очень понимаю это, и, очевидно, это легко понять интуитивно, когда речь идет о смещении. Но включение сил и других векторных величин в это изображение действительно трудно понять. Так как же работает закон треугольника для сложения сил?

  2. Правило объединения «голова-конец» сбивает с толку и выглядит как уловка для запоминания. Итак, если существует треугольный закон сложения векторов, то зачем нужен параллелограммный закон сложения векторов, когда оба говорят о сложении сущностей с направлениями и величинами?

Кроме того, как можно понять сложение векторов силы, используя закон параллелограмма (я полагаю, что ответ на этот вопрос будет получен, когда будет дан ответ на первый вопрос)?

Редактировать: я здесь новичок, поэтому не знаю, как добавлять изображения к вопросу. Также, пожалуйста, не отвечайте на этот вопрос математически, пожалуйста, отвечайте таким образом, чтобы сложения векторов имели смысл интуитивно и их было легко представить.

  • силы
  • векторы
  • геометрия
  • линейная алгебра
  • перемещение

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Как вы сказали, это легко понять, когда речь идет о смещении.

Тогда вам нужно только признать, что вектор смещения является одним и тем же вектором, где бы он ни появлялся на плоскости.

(это также показывает закон параллелограмма. Он не отличается от закона треугольника, просто другой способ его осмысления).

Итак, чтобы применить это к силам и другим векторным величинам, вам нужно только признать, что не имеет значения, где вы поместите векторы на диаграмме.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *