Vektory

Orientovaná úsečka – je úsečka, na ktorej sme presne zadefinovali jej začiatočný bod a konečný bod. Môže byť súhlasne alebo nesúhlasne orientovaná
 
Vektor – je množina súhlasne orientovaných úsečiek, ktoré majú rovnakú veľkosť. Každý vektor je určený smerom, veľkosťou a orientáciou. Vektor môžeme tiež definovať ako usporiadanú k-ticu alebo tzv. posunutie.

 

Vektor je geometrický objekt, ktorý je určený dĺžkou, smerom a orientáciou. Môžeme si ho predstaviť ako orientovanú úsečku, t. j. úsečku, na ktorej je vyznačený začiatočný a koncový bod. Pritom nesmieme zabudnúť, že dve rôzne orientované úsečky, ktoré majú zhodnú dĺžku (t. j. veľkosť), smer aj orientáciu, predstavujú ten istý vektor, ide o dve rôzne umiestnenia toho istého vektora.

\begin{picture}
% latex2html id marker 3681
(330,200)(-30,-75)
\thicklines \put...
...put(185,80){$a_{3}$}
\put(235,-5){$a_{2}$}
\put(155,15){$a_{1}$}
\end{picture}

Súradnice vektora sú súradnice jeho koncového bodu v takom umiestnení vektora, keď začiatočný bod je zhodný so začiatkom súradnicovej sústavy. Fakt, že vektor $\vec{v}$ má súradnice $v_{1},v_{2},v_{3}$  budeme zapisovať $\vec{v}=[v_{1},v_{2},v_{3}]$. Teda, ak $A= [a_{1},a_{2},a_{3}]$ a  $B = [b_{1},b_{2},b_{3}]$, tak vektor so začiatočným bodom $A$ a koncovým bodom $B$ má súradnice $[b_{1}-a_{1},b_{2}-a_{2},b_{3}-a_{3}]$. Preto takýto vektor budeme označovať symbolom $\vec{B - A}$.
Polohovým vektorom bodu $A$ rozumieme vektor $\vec{A - O}$.
Dĺžka vektora $\vec{v}$ je vzdialenosť jeho začiatočného a koncového bodu a označujeme ju $\vert\vert\vec{v}\vert\vert$. Platí

\begin{displaymath}
\vert\vert\vec{B - A}\vert\vert=d(A,B) =
\sqrt{(a_{1}-b_{1})^2+(a_{2}-b_{2})^2+ (a_{3}-b_{3})^2}.
\end{displaymath} (2.1)
Nulový vektor je (jediný) vektor, ktorého dĺžka je $0$. Budeme ho označovať $\vec{0}$. Nulový vektor má všetky súradnice rovné $0$.
Jednotkový vektor je každý vektor, ktorého dĺžka je rovná $1$. Jednotkový vektor orientovaný v kladnom smere osi $x$ označujeme $\vec{i}$, jednotkový vektor orientovaný v kladnom smere osi $y$ označujeme $\vec{j}$, jednotkový vektor orientovaný v kladnom smere osi $z$ označujeme $\vec{k}$. Vektory $\vec{i,j,k}$ tvoria bázu trojrozmerného priestoru.
V ďalšom texte predpokladajme, že $\vec{u}=
[u_{1},u_{2},u_{3}]$ a $\vec{v}=[v_{1},v_{2},v_{3}]$.
Skalárny násobok vektora $\vec{v}$ číslom $c$ je vektor $c\cdot\vec{v}$, pričom:
  1. dĺžka vektora $c\cdot\vec{v}$ je $\vert c\vert$ násobkom dĺžky vektora $\vec{v}$
  2. obidva vektory majú rovnaký smer
    • ak $c > 0$, tak $\vec{v}$ a $c\cdot\vec{v}$ majú zhodnú orientáciu
    • ak $c < 0$, tak $\vec{v}$ a $c\cdot\vec{v}$ majú opačnú orientáciu
    • ak $c = 0$, tak $c\cdot\vec{v} = \vec{0}$.
Namiesto $c\cdot\vec{v}$ budeme niekedy písať kratšie $c\vec{v}$. V súradniciach:
\begin{displaymath}c\cdot\vec{v} =
[cv_{1},cv_{2},cv_{3}] \end{displaymath}

Vektor $(-1)\cdot\vec{v}$ voláme vektor opačný k vektoru $\vec{v}$ a označujeme $-\vec{v}$. V súradniciach:
\begin{displaymath}-\vec{v} = [-v_{1},-v_{2},-v_{3}]. \end{displaymath}

Platí: Dva nenulové vektory sú rovnobežné práve vtedy, ak jeden z nich je skalárnym násobkom druhého. Je to práve vtedy, ak podiely ich prvých, druhých aj tretích súradníc sú zhodné.

Smerový vektor priamky $p$ je každý vektor rovnobežný s priamkou $p$.
Normálový vektor priamky $p$ je každý vektor kolmý na priamku $p$.
Smerový vektor roviny $\alpha$ je každý vektor rovnobežný s rovinou $\alpha$.
Normálový vektor roviny $\alpha$ je každý vektor kolmý na rovinu $\alpha$.
Poznamenajme, že ak niektorý vektor je smerovým alebo normálovým vektorom priamky alebo roviny, tak aj jeho ľubovoľný nenulový skalárny násobok je taký. To znamená, že každá priamka alebo rovina má nekonečne veľa smerových a normálových vektorov. Dôležité však je, že

  • ak máme určenú priamku v rovine, tak smery jej normálového a smerového vektora sú jednoznačne určené
  • ak máme určenú priamku v priestore, tak smer jej smerového vektora je jednoznačne určený, avšak má nekonečne veľa normálových vektorov rôznych smerov
  • ak máme určenú rovinu v priestore, tak smer jej normálového vektora je jednoznačne určený, avšak má nekonečne veľa smerových vektorov rôznych smerov.


 

 

Vektor.mp3 (850963)

 

Zdroj : https://www.youtube.com/watch?v=yizjn_juTRc

Toto použité video sme nevytvorili.

Kontaktujte nás