1.5 ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΓΙΝΟΜΕΝΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΩΝ Γνωρίζουμε ότι το έργο που παράγεται από μια δύναμη όταν μετατοπίζει το σημείο εφαρμογής της από το Ο στο Α είναι ίσο με το γινόμενο . Το γινόμενο αυτό συμβολίζεται με και λέγεται εσωτερικό γινόμενο της δύναμης με το διάνυσμα . Γενικότερα, έχουμε τον ακόλουθο ορισμό: ΟΡΙΣΜΟΣ • Ονομάζουμε εσωτερικό γινόμενο δύο μη μηδενικών διανυσμάτων και το συμβολίζουμε με τον πραγματικό αριθμό Άμεσες συνέπειες του παραπάνω ορισμού είναι οι εξής: |
Ειδικότερα, για τα μοναδιαία διανύσματα του καρτεσιανού επίπεδου ισχύουν: Αναλυτική Έκφραση Εσωτερικού Γινομένου Θα δούμε τώρα πώς μπορούμε να εκφράσουμε το εσωτερικό γινόμενο δύο διανυσμάτων συναρτήσει των συντεταγμένων τους. Με αρχή το Ο παίρνουμε τα διανύσματα . Από το νόμο των συνημιτόνων στο τρίγωνο ΟΑΒ έχουμε την ισότητα η οποία ισχύει και στην περίπτωση που τα σημεία Ο,Α,Β είναι συνευθειακά. Επομένως, έχουμε διαδοχικά: Δηλαδή: "Το εσωτερικό γινόμενο δύο διανυσμάτων είναι ίσο με το άθροισμα των γινομένων των ομώνυμων συντεταγμένων τους". Για παράδειγμα, το εσωτερικό γινόμενο των είναι: . Με τη βοήθεια της αναλυτικής έκφρασης του εσωτερικού γινομένου θα αποδείξουμε ότι ισχύουν οι επόμενες ιδιότητες: |
Συνημίτονο Γωνίας δύο Διανυσμάτων Αν είναι δύο μη μηδενικά διανύσματα του επιπέδου που σχηματίζουν γωνία θ, τότε και επομένως, Είναι όμως Επομένως Για παράδειγμα, αν θ είναι η γωνία των διανυσμάτων , τότε: |
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 1. Αν , να αποδειχτεί ότι: ΑΠΟΔΕΙΞΗ Η ισότητα ισχύει μόνο, αν , δηλαδή, μόνο αν . Η ισότητα ισχύει, όπως και προηγουμένως, μόνο όταν . 2. Έστω δύο διανύσματα που έχουν μέτρα και σχηματίζουν γωνία φ=π/6 . Να βρεθεί η γωνία των διανυσμάτων και . ΛΥΣΗ Αν θ είναι η γωνία των , τότε . Αρκεί, επομένως, να υπολογίσουμε το και τα μέτρα των . Έχουμε λοιπόν Άρα, ,οπότε |
3. Να αποδειχτεί ότι ΑΠΟΔΕΙΞΗ Αν στον τριγωνομετρικό κύκλο τα διανύσματα και σχηματίζουν με τον άξονα x'x γωνίες α και β αντιστοίχως, τότε θα είναι και . Επομένως, θα έχουμε: Άρα, Προβολή Διανύσματος σε Διάνυσμα Έστω δύο διανύσματα του επιπέδου με . Με αρχή ένα σημείο Ο παίρνουμε τα διανύσματα . Από το Μ φέρνουμε κάθετο στη διεύθυνση του και έστω το ίχνος της καθέτου. Το διάνυσμα λέγεται προβολή του και συμβολίζεται με . Δηλαδή, Αποδεικνύεται ότι η προβολή του είναι ανεξάρτητη από την επιλογή του σημείου Ο. Για το εσωτερικό γινόμενο των έχουμε: Επομένως: |
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 1. Να βρεθεί η προβολή του διανύσματος , αν και η γωνία των διανυσμάτων και είναι ίση με . ΛΥΣΗ Έστω . Τότε θα ισχύει . Επειδή , έχουμε: Άρα, . 2.Δίνονται τα διανύματα . Να αναλυθεί το σε δύο κάθετες συνιστώσες, από τις οποίες η μία να είναι παράλληλη στο . ΛΥΣΗ Έστω ε η ευθεία η κάθετη στη διεύθυνση του . Από το πέρας Μ του φέρνουμε τις κάθετες MM1 και MM2 στη διεύθυνση του και στην ε αντιστοίχως και έστω . Έχουμε Το διάνυσμα είναι η προβολή του και επειδή , υπάρχει , τέτοιο ώστε . Όμως και επομένως έχουμε διαδοχικά: |
Συνεπώς, . Ασκήσεις
|
|
|
ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ
|
|
ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ
|
|
|