Уважаемые студенты!
Заказать решение задач по 200+ предметам можно здесь всего за 10 минут.
Сложение векторов
Формула
Чтобы складывать вектора нужно найти суммы соответствующих координат данных векторов. Например, пусть есть векторы на плоскости $ overline{a} = (x_1;y_1) $ и $ overline{b}=(x_2;y_2) $, тогда их сумму можно найти по формуле: $$ overline{a}+overline{b} = (x_1+x_2;y_1+y_2)$$
Если векторы заданы в пространстве тремя координатами $ overline{a} = (x_1;y_1;z_1) $ и $ overline{b}=(x_2;y_2;z_2) $, то выполнить сложение нужно по другой формуле:
$$ overline{a}+overline{b} = (x_1+x_2;y_1+y_2; z_1+z_2) $$
При сложении первая координата первого вектора складывается с первой координатой второго вектора, вторая координата первого вектора складывается со второй координатой второго вектора и так далее в зависимости от размерности векторов. Стоит отметить, что складывать векторы можно только одинаковой размерности.
Примеры решений
Пример |
Даны два вектора $ overline{a} = (1,3) $ и $ overline{b} = (2,4) $. Нужно сложить два вектора. |
Решение |
Итак, как складывать вектора по координатам? К первой прибавляем первую, вторую ко второй: $$ overline{a}+overline{b} = (1+2;3+4) = (3;7) $$ В этой задаче векторы заданы в двумерном пространстве и имеют только две координаты. Если бы координат было бы три, то применять нужно вторую формулу для трехмерной задачи. Если не получается решить свою задачу, то присылайте её к нам. Мы предоставим подробное решение онлайн. Вы сможете ознакомиться с ходом вычисления и почерпнуть информацию. Это поможет своевременно получить зачёт у преподавателя! |
Ответ |
$$ overline{a}+overline{b} = (3;7) $$ |
Содержание:
- Формула
- Примеры нахождения суммы векторов
Формула
Чтобы найти сумму векторов $bar{a}+bar{b}$, которые заданны координатами
$bar{a}=(a_x;a_y)$ и $bar{b}=(b_x;b_y)$, необходимо сложить соответствующие
координаты этих векторов,
то есть
$$bar{a}+bar{b}=left(a_{x}+b_{x} ; a_{y}+b_{y}right)$$
В случае если векторы заданы в пространстве, то есть $bar{a}=left(a_{x} ; a_{y} ; a_{z}right)$ и $bar{b}=left(b_{x} ; b_{y} ; b_{z}right)$, то их сумма равна
$$bar{a}+bar{b}=left(a_{x}+b_{x} ; a_{y}+b_{y} ; a_{z}+b_{z}right)$$
Примеры нахождения суммы векторов
Пример
Задание. Найти сумму векторов
$bar{a}+bar{b}$,
$bar{a}=(2;0)$ и
$bar{b}=(1;3)$
Решение. Для нахождения суммы векторов, сложим их соответствующие координаты
$$bar{a}+bar{b}=(2 ; 0)+(1 ; 3)=(2+1 ; 0+3)=(3 ; 3)$$
Ответ. $bar{a}+bar{b}==(3 ; 3)$
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Пример
Задание. Найти суммы векторов
$bar{a}+bar{b}$,
$bar{a}+bar{c}$,
$bar{b}+bar{c}$ и
$bar{a}+bar{b} +bar{c}$, если
$bar{a}=(1;-1;0)$,
$bar{b}=(3;2;-1)$ и
$bar{c}=(4;2;-1)$
Решение. Для нахождения искомой суммы векторов сложим их соответствующие координаты:
$$bar{a}+bar{b}=(1+3 ;-1+2 ; 0+(-2))=(4 ; 1 ;-2)$$
$$bar{a}+bar{c}=(1+4 ;-1+2 ; 0+(-1))=(5 ; 1 ;-1)$$
$$bar{b}+bar{c}=(3+4 ; 2+2 ;-2+(-1))=(7 ; 4 ;-3)$$
$$bar{a}+bar{b}+bar{c}=(1+3+4 ;-1+2+2 ; 0+(-2)+(-1))=(8 ; 3 ;-3)$$
Ответ. $bar{a}+bar{b}=(4 ; 1 ;-2)$ , $bar{a}+bar{c}=(5 ; 1 ;-1)$ , $bar{b}+bar{c}=(7 ; 4 ;-3)$ , $bar{a}+bar{b}+bar{c}=(8 ; 3 ;-3)$
Читать дальше: как найти разность векторов.
В данной публикации мы рассмотрим, как найти сумму и разность векторов, приведем геометрическую интерпретацию, а также формулы, свойства и примеры этих действий.
-
Сумма векторов
- Формула сложения векторов
-
Свойства сложения векторов
-
Разность векторов
- Формула вычитания векторов
- Примеры задач
Сумма векторов
Сложение векторов выполняется по правилу треугольника.
Геометрическая интерпретация:
Суммой a и b является вектор c, начало которого совпадает с началом a, а конец – с концом b. При этом конец вектора a должен совпадать с началом вектора b.
Для сложения векторов также используется правило параллелограмма.
Два неколлинеарных вектора a и b можно привести к общему началу, и в этом случае их суммой является вектор c, совпадающий с диагональю параллелограмма и берущий начало в той же точке, что и исходные векторы.
Формула сложения векторов
ci = ai + bi
Элементы вектора c равняются попарной сумме соответствующих элементов a и b.
Для плоских задач | a + b = {ax + bx; ay + by} |
Для трехмерных задач | a + b = {ax + bx; ay + by; az + bz} |
Для n-мерных векторов | a + b = {a1 + b1; a2 + b2; … an + bn} |
Свойства сложения векторов
1. Коммутативность: a + b = b + a
2. Ассоциативность: (a + b) + c = a + (b + c)
3. Прибавление к нулю: a + 0 = a
4. Сумма противоположных векторов: a + (-a) = 0
Примечание: Вектор –a коллинеарен и равен по длине a, но имеет противоположное направление, из-за чего называется противоположным.
Разность векторов
Для вычитания векторов также применяется правило треугольника.
Если из вектора a вычесть b, то получится c, причем должно соблюдаться условие: b + c = a
Формула вычитания векторов
ci = ai – bi
Элементы вектора c равны попарной разности соответствующих элементов a и b.
Для плоских задач | a – b = {ax – bx; ay – by} |
Для трехмерных задач | a – b = {ax – bx; ay – by; az – bz} |
Для n-мерных векторов | a – b = {a1 – b1; a2 – b2; … an – bn} |
Примеры задач
Задание 1
Вычислим сумму векторов a = {3; 5} и b = {2; 7}.
Решение:
a + b = {3 + 2; 5 + 7} = {5; 12}.
Задание 2
Найдем разность векторов a = {4; 8; -2} и b = {-1; 9; 5}.
Решение:
a – b = {4 – (-1); 8 – 9; -2 – 5} = {5; -1; -7}.
В механике существуют два типа величин:
- скалярные величины, задающие некоторое числовое значение – время, температура, масса и т.д.
- векторные величины, которые вместе с некоторым числовым значением задают направление – скорость, сила и т.д..
Рассмотрим сначала алгебраический подход к сложению векторов.
Покоординатное сложение векторов.
Пусть даны два вектора, заданные покоординатно ( чтобы вычислить координаты вектора, нужно вычесть из соответствующих координат его конца соответствующие координаты его начала, т.е. из первой координаты – первую, из второй – вторую и т.д.):
Тогда координаты вектора, получившегося при сложении этих двух векторов вычисляются по формуле:
В двумерном случае все абсолютно анологично, просто отбрасываем третью координату.
Теперь перейдем к геометрическому смыслу сложения двух векторов:
При сложении векторов нужно учитывать и их числовые значения, и направления. Есть несколько широко используемых методов сложения:
- правило параллелограмма
- правило треугольника
- тригонометрический способ
Правило параллелограмма. Сложение векторов по правилу параллелограмма. |
|
Процедура сложения векторов по правилу параллелограмма заключается в следующем:
|
Правило треугольника. Сложение векторов по правилу треугольника. |
|
Сложение векторов по правилу треугольника заключается в следующем:
|
Тригонометрический способ. Сложение векторов тригонометрическим способом. |
|
Результирующий вектор сложения двух компланарных векторов может быть вычислен с помощью теоремы косинусов:
Угол между результирующим вектором и одним из исходных векторов может быть вычислен по теореме синусов:
|
Пример – сложение векторов.
Сила 1 равна 5кН и воздействует на тело в направлении, на 80o отличающемся от направления действия второй силы, равной 8 кН.
Результирующая сила вычисляется следующим образом:
Fрез = [ (5 кН)2 + (8 кН)2 – 2 (5 кН)(8 kН) cos(180o – (80o)) ]1/2
= 10,14кН
Угол между результирующей силой и первой силой равен:
β= arcsin[ (8кН) sin(180o – (80o)) / (10,14кН) ]
= 51o
А угол между второй и результирующей силой можно посчитать следующим образом: as
α = arcsin [ (5 кН) sin(180o – (80o)) / (10,2 кН) ]
= 29o
Он-лайн калькулятор сложения векторов.
Калькулятор ниже может быть использован для любвых векторных величин ( силы, скорости и т.д.) Точка начала вектора совпадает с началами обоих исходных векторов.
Сложение и вычитание векторов
Навигация по странице:
- Определение операции сложения векторов
- Определение операции вычитания векторов
- Формулы для сложения и вычитания вектора
- для плоских задач
- для пространственных задач
- для n -мерных векторов
- Примеры задач на сложение и вычитание векторов
- плоские задачи
- пространственные задачи
- задачи в n -мерном пространстве
Определение.
Сложение векторов (сумма векторов) a + b есть операция вычисления вектора c, все элементы которого равны попарной сумме соответствующих элементов векторов a и b, то есть каждый элемент вектора c равен:
сi = ai + bi
Определение.
Вычитание векторов (разность векторов) a – b есть операция вычисления вектора c, все элементы которого равны попарной разности соответствующих элементов векторов a и b, то есть каждый элемент вектора c равен:
сi = ai – bi
Формулы сложения и вычитания векторов
Формулы сложения и вычитания векторов для плоских задач
В случае плоской задачи сумму и разность векторов a = {ax ; ay} и b = {bx ; by} можно найти, воспользовавшись следующими формулами:
a + b = {ax + bx; ay + by}
a – b = {ax – bx; ay – by}
Формулы сложения и вычитания векторов для пространчтвенных задач
В случае пространственной задачи сумму и разность векторов a = {ax ; ay ; az} и b = {bx ; by ; bz} можно найти, воспользовавшись следующими формулами:
a + b = {ax + bx; ay + by; az + bz}
a – b = {ax – bx; ay – by; az – bz}
Формулы сложения и вычитания n -мерных векторов
В случае n -мерного пространства сумму и разность векторов a = {a1 ; a2 ; … ; an} и b = {b1 ; b2 ; … ; bn} можно найти, воспользовавшись следующими формулами:
a + b = {a1 + b1; a2 + b2; … ; an + bn}
a – b = {a1 – b1; a2 – b2; … ; an – bn}
Примеры задач на сложение и вычитание векторов
Примеры плоских задач на сложение и вычитание векторов
Пример 1. Найти сумму векторов a = {1; 2} и b = {4; 8}.
Решение:
a + b = {1 + 4; 2 + 8} = {5; 10}
Пример 2. Найти разность векторов a = {1; 2} и b = {4; 8}.
Решение:
a – b = {1 – 4; 2 – 8} = {-3; -6}
Примеры пространственных задач на сложение и вычитание векторов
Пример 3. Найти сумму векторов a = {1; 2; 5} и b = {4; 8; 1}.
Решение:
a + b = {1 + 4; 2 + 8; 5 + 1} = {5; 10; 6}
Пример 4. Найти разность векторов a = {1; 2; 5} и b = {4; 8; 1}.
Решение:
a – b = {1 – 4; 2 – 8; 5 – 1} = {-3; -6; 4}
Примеры задач на сложение и вычитание векторов с размерностью большей 3
Пример 5. Найти сумму векторов a = {1; 2; 5; 9} и b = {4; 8; 1; -20}.
Решение:
a + b = {1 + 4; 2 + 8; 5 + 1; 9 + (-20)} = {5; 10; 6; -11}
Пример 6. Найти разность векторов a = {1; 2; 5; -1; 5} и b = {4; 8; 1; -1; 2}.
Решение:
a – b = {1 – 4; 2 – 8; 5 – 1; -1 – (-1); 5 – 2} = {-3; -6; 4; 0; 3}