Ristitulo ja skalaarikolmitulo



Samankaltaiset tiedostot
VEKTORILASKENTA. Timo Mäkelä SISÄLTÖ: 1 VEKTORIN KÄSITE...1

601 Olkoon tuntematon kateetti a ja tuntemattomat kulmat α ja β Ratkaistaan kulmat. 8,4 = 12. Ratkaistaan varjon pituus x. 14 x = 44,

Painopiste. josta edelleen. x i m i. (1) m L A TEX 1 ( ) x 1... x k µ x k+1... x n. m 1 g... m n g. Kuva 1. i=1. i=k+1. i=1

Sisällys. Alkusanat. Alkusanat. Tehtävien ratkaisuja

0, niin vektorit eivät ole kohtisuorassa toisiaan vastaan.

Syksyn 2015 Pitkän matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ PISTEYTYSKOKOUS

Sinilause ja kosinilause

Suora. Määritelmä. Oletetaan, että n = 2 tai n = 3. Avaruuden R n suora on joukko. { p + t v t R},

Kertaustehtävien ratkaisut

( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 321 Päivitetty Saadaan yhtälö. 801 Paraabeli on niiden pisteiden ( x,

VEKTOREILLA LASKEMINEN

Sähkömagneettinen induktio

7.lk matematiikka. Geometria 1

VEKTOREILLA LASKEMINEN

Havainnollistuksia: Merkitään w = ( 4, 3) ja v = ( 3, 2). Tällöin. w w = ( 4) 2 + ( 3) 2 = 25 = 5. v = ( 3) = 13. v = v.

3.5 Kosinilause. h a c. D m C b A

Tasogeometriassa käsiteltiin kuvioita vain yhdessä tasossa. Avaruusgeometriassa tasoon tulee kolmas ulottuvuus, jolloin saadaan kappaleen tilavuus.

Ristitulolle saadaan toinen muistisääntö determinantin avulla. Vektoreiden v ja w ristitulo saadaan laskemalla determinantti

2.4 Pienimmän neliösumman menetelmä

LINSSI- JA PEILITYÖ TEORIAA. I Geometrisen optiikan perusaksioomat

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

SUORAKULMAINEN KOLMIO

4 Taso- ja avaruuskäyrät

Kertausosa. 5. Merkitään sädettä kirjaimella r. Kaaren pituus on tällöin r a) sin = 0, , c) tan = 0,

MAA15 Vektorilaskennan jatkokurssi, tehtävämoniste

3.3 KIELIOPPIEN JÄSENNYSONGELMA Ratkaistava tehtävä: Annettu yhteydetön kielioppi G ja merkkijono x. Onko

MATEMATIIKAN HARJOITTELUMATERIAALI

Näytä tai jätä tarkistettavaksi tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina ylimääräisessä tapaamisessa.

MATEMATIIKAN HARJOITTELUMATERIAALI

4 Pinta-alasovelluksia

11. MÄÄRÄTTY INTEGRAALI JA TILAVUUS

Juuri 4 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Kertaus. b) B = (3, 0, 5) K2. 8 ( 1)

OSA 1: POLYNOMILASKENNAN KERTAUSTA, BINOMIN LASKUSÄÄNTÖJÄ JA YHTÄLÖNRATKAISUA

Tekijä Pitkä matematiikka b) Kuvasta nähdään, että b = i 4 j. c) Käytetään a- ja b-kohtien tuloksia ja muokataan lauseketta.

. P A Sähkömagnetismi, 7 op Vanhoja tenttitehtäviä

Pythagoraan lause. Pythagoras Samoslainen. Pythagoraan lause

Mb8 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) sivu 1/2

Tekijä Pitkä matematiikka Poistetaan yhtälöparista muuttuja s ja ratkaistaan muuttuja r.

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

Integraalilaskentaa. 1. Mihin integraalilaskentaa tarvitaan? MÄNTÄN LUKIO

Insinöörimatematiikka D

Polynomien laskutoimitukset

Vektorialgebra 1/5 Sisältö ESITIEDOT: vektori

Juuri 4 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Kertaus. b) B = (3, 0, 5) K2. ( )

Mb8 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) sivu 1/3

5 ( 1 3 )k, c) AB 3AC ja AB AC sekä vektoreiden AB ja

6 Integraalilaskentaa

3 Suorat ja tasot. 3.1 Suora. Tässä luvussa käsitellään avaruuksien R 2 ja R 3 suoria ja tasoja vektoreiden näkökulmasta.

Suorat, käyrät ja kaarevuus

MS-A010{2,3,4,5} (SCI, ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

10. MÄÄRÄTYN INTEGRAALIN KÄYTTÖ ERÄIDEN PINTA-ALOJEN LASKEMISESSA

Teoriaa tähän jaksoon on talvikurssin luentomonisteessa luvussa 10. Siihen on linkki sivulta

Tee B-osion konseptiin etusivulle pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Välivaiheet perustelevat vastauksesi!

Digitaalinen videonkäsittely Harjoitus 5, vastaukset tehtäviin 25-30

Matematiikan tukikurssi

BM20A5800 Funktiot, lineaarialgebra ja vektorit Harjoitus 4, Syksy 2016

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

lim + 3 = lim = lim (1p.) (3p.) b) Lausekkeen täytyy supistua (x-2):lla, joten osoittajan nollakohta on 2.

Avaruuden kolme sellaista pistettä, jotka eivät sijaitse samalla suoralla, määräävät

3 Yhtälöryhmä ja pistetulo

Geometriset avaruudet Pisteavaruus, vektoriavaruus ja koordinaattiavaruus

766319A Sähkömagnetismi, 7 op Kertaustehtäviä, 1. välikokeen alue Vastaukset tehtävien jälkeen

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (CHEM) Laskuharjoitus 4 / vko 47, mallivastaukset

5.4 Ellipsi ja hyperbeli (ei kuulu kurssivaatimuksiin, lisätietoa)

VEKTORIT paikkavektori OA

Vektoreiden A = (A1, A 2, A 3 ) ja B = (B1, B 2, B 3 ) pistetulo on. Edellisestä seuraa

TASON YHTÄLÖT. Tason esitystapoja ovat: vektoriyhtälö, parametriesitys (2 parametria), normaalimuotoinen yhtälö ja koordinaattiyhtälö.

Ota tämä paperi mukaan, merkkaa siihen omat vastauksesi ja tarkista oikeat vastaukset klo 11:30 jälkeen osoitteesta

Mikrotalousteoria 2, 2008, osa III

763333A KIINTEÄN AINEEN FYSIIKKA Ratkaisut 1 Kevät 2014

Vektorien pistetulo on aina reaaliluku. Esimerkiksi vektorien v = (3, 2, 0) ja w = (1, 2, 3) pistetulo on

Yläkoulun geometriaa. Yläkoulun geometriaa

Tekijä Pitkä matematiikka Suoran pisteitä ovat esimerkiksi ( 5, 2), ( 2,1), (1, 0), (4, 1) ja ( 11, 4).

6 Kertausosa. 6 Kertausosa

II.1. Suppeneminen., kun x > 0. Tavallinen lasku

Päähakemisto Tehtävien ratkaisut -hakemisto. Vastaus: a) 90 b) 60 c) 216 d) 1260 e) 974,03 f) ,48

θ 1 θ 2 γ γ = β ( n 2 α + n 2 β = l R α l s γ l s 22 LINSSIT JA LINSSIJÄRJESTELMÄT 22.1 Linssien kuvausyhtälö

Pistetulo eli skalaaritulo

Monikulmio on suljettu, yhtenäinen tasokuvio, jonka muodostavat pisteet ja näitä yhdistävät janat

Tekijä Pitkä matematiikka On osoitettava, että jana DE sivun AB kanssa yhdensuuntainen ja sen pituus on 4 5

MITEN MÄÄRITÄN ASYMPTOOTIT?

1.1. Laske taskulaskimella seuraavan lausekkeen arvo ja anna tulos kolmen numeron tarkkuudella: tan 60,0 = 2, ,95

1. Olkoot vektorit a, b ja c seuraavasti määritelty: a) Määritä vektori. sekä laske sen pituus.

Matematiikan tukikurssi

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

sin θ θ θ r 2 sin 2 θ φ 2 = 0.

Reaalinen lukualue. Millainen on luku, jossa on päättymätön ja jaksoton desimaalikehitelmä?

Suorat ja tasot, L6. Suuntajana. Suora xy-tasossa. Suora xyzkoordinaatistossa. Taso xyzkoordinaatistossa. Tason koordinaattimuotoinen yhtälö.

Numeeriset menetelmät TIEA381. Luento 9. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 9 () Numeeriset menetelmät / 29

Vektorin paikalla avaruudessa ei ole merkitystä. Esimerkiksi yllä olevassa kuvassa kaikki kolme vektoria ovat samoja, ts.

Kuvausta f sanotaan tällöin isomorfismiksi.

Kertymäfunktio. Kertymäfunktio. Kertymäfunktio: Mitä opimme? 2/2. Kertymäfunktio: Mitä opimme? 1/2. Kertymäfunktio: Esitiedot

Suorista ja tasoista LaMa 1 syksyllä 2009

A B = (1, q, q 2 ) (2, 0, 2) = 2 2q q 2 = 0 q 2 = 1 q = ±1 A(±1) = (1, ±1, 1) A(1) A( 1) = (1, 1, 1) (1, 1, 1) = A( 1) A(1) A( 1) = 1

Vektorit, suorat ja tasot

Transkriptio:

Ristitulo j sklrikolmitulo Opetussuunnitelmn 00 mukinen kurssi Vektorit (MAA) sisältää vektoreiden lskutoimituksist keskeisenä ineksen yhteenlskun, vähennyslskun, vektorin kertomisen luvull j vektoreiden pistetulon eli sklritulon. Opetustilnteiss on sopiviss yhteyksissä totuttu käyttämään myös ristitulo j sklrikolmitulo. Tämä tiivistetty ineisto on ldittu tätä opettmisen vihtoehto vrten. Aineisto tukee myös opiskelij hänen siirtyessään lukiost mtemttis-luonnontieteellisiin jtko-opintoihin. Ristitulo eli vektoritulo Vektoreiden j ristitulo eli vektoritulo trkoitt vektori = sin(, ) e Merkintä luetn " risti ". Vektori e on vektoreit j vstn kohtisuorss olev yksikkövektori niin, että, j e tässä järjestyksessä muodostvt oiken käden järjestelmän (vrt. ll olev kuv). Kun j ovt yhdensuuntisi, niin määritelmän mukn = 0. Erikseen sovitn, että 0 = 0= 0. Kosk in sin(, ) 0 j e =, on vektorin pituus = sin(, ). Toislt tämä luseke ilmoitt vektoreiden j määräämän suunnikkn pintln, sillä vstvn kolmion l on sin(, ), j suunnikkn l on kksi kert niin suuri. e = suunnikkn pint - l Ristitulo noudtt eräin poikkeuksin lukujen tulolle ominisi lskulkej. Niiden perusteell voidn vektoreiden = i + j k j = i + j k ristitulo lske seurvn säännön mukisesti: x y + z x y + = ( ) i+ ( ) j+ ( ) k y z z y z x x z x y y x z

Tulos voidn esittää determinnttin seurvss esimerkissä esitettyä muistisääntöä. Esimerkki Lske, kun = i + j + k j = i + j + 4k. = x y z j lske käyttämällä x y z = i j k 4 i j tulo tulon vstluku = 8 i 6 j + k + 4k i 4 j = i 0 j + k Sklrikolmitulo Kolmen vektorin, j c muodostm tulo ( ) c snotn sklrikolmituloksi. Merkintä voidn kirjoitt ilmn sulkeit, kosk vektoritulo on jok tpuksess lskettv ensin, jott luseke olisi määritelty. Koordintiston vektoreiden sklrikolmitulo voidn lske determinnttin x y z c=. Tästä voi vrmistu niin, että ensin muodostetn vektori, x y z cx cy cz sitten tämän j vektorin c pistetulo j verrtn näin stu tulost determinntist muodostettuun lusekkeeseen. Tulkitn sklrikolmitulo c geometrisesti. Kun vektorit, j c lkvt smst pisteestä, ne määräävät suuntissärmiön. Sen pohjn pint-l on. c α h Jos vektoreiden j c välinen kulm on α, sdn pistetulon määritelmän mukn ( ) c= c cosα. Tässä c cos α on särmiön korkeus ti sen vstluku sen mukn, onko α terävä vi tylppä. Särmiön korkeus on siis in c cosα, joten vektoreiden, j c määräämän suuntissärmiön tilvuus on V = c.

Esimerkki Lske sklrikolmitulo c, kun = i j k, = i + j k j c = i j + k. c = = + 4 0 + 0 = 0 Sklrikolmitulo on noll. Silloin myös vektoreiden, j c määräämän suuntissärmiön tilvuus on noll, mikä merkitsee, että vektorit, j c ovt smss tsoss. Seurviss sovelluksiss rtkisut esitetään ensin ilmn ristitulo j sitten sitä käyttäen. Kolmion pint-l Lske kolmion A(,, )B(, 0, )C(, 4, 6) pint-l. Vlitn kolmion sivuvektoreiksi AB = = i j + k j AC = c = i + j + k. Pistetulo soveltmll sdn niiden välisen kulmn kosiniksi 6 4 + 6 cos α = = = 7 7 on näin ollen 8 7, jolloin sin α = 8 ( ) 7 A = sin α = 7 7 = 7. 7 = 7. Kolmion pint-l Edellisessä kohdss muodostetut vektorit j c määräävät suunnikkn, jonk pint-l on c. Ristitulovektori on c = = 0i + j 0k, joten = 00 + + =. Kolmion l on siis A = c = 7.

4 Tson yhtälö Tso kulkee pisteiden A(,, ), B(,, 0) j C(,, ) kutt. Esitä tson yhtälö muodoss x + y + cz + d = 0. Tson suuntvektoreiksi voidn vlit vektorit AB = i j + k j AC = i j. Tson normlivektori n = i + j + ck on kohtisuorss suuntvektoreit vstn, joten vstvt pistetulot ovt nolli. Sdn yhtälöpri + c = 0 j = 0, jost = j c = 4. Tällöin n = i + j + 4k j normlivektoriksi voidn vlit i + j + 4k. Tson yhtälö on x + y + 4z + d = 0. Sijoittmll tähän esimerkiksi pisteen B koordintit sdn + + d = 0 eli d = 4. Hettu yhtälö on x + y + 4z 4 = 0. Tson normlivektoriksi voidn ott AB AC = = i + j + 4k. 0 Tson yhtälö on siis x + y + 4z + d = 0. Sijoittmll tähän esimerkiksi pisteen B koordintit sdn + + d = 0 eli d = 4. Tson yhtälöksi sdn näin ollen x + y + 4z 4 = 0. Suuntissärmiön tilvuus Lske sen suuntissärmiön tilvuus, jonk kärkinä ovt origo O j pisteet A(,, 0), B(0,, ) j C( 4, 0, ). Pikkvektoreiden OA = = i + j j OB = = j + k välisen kulmn kosini on cos α = =, joten sin α =. Pohjn olevn suunnikkn pintl on A = sin α =. Pisteiden O, A j B kutt kulkevn tson 8 yhtälöksi sdn x y z = 0. Pisteen C etäisyys tästä tsost on h = 4 0 =. Suuntissärmiön tilvuus on V = Ah = 8. Muodostetn pikkvektoreiden = i+ j, = j+ k j c= 4i+ k sklrikolmitulo. 0 Sdn c = 0 = 8. Suuntissärmiön tilvuus on 4 0 siis V = c = 8.

Tetredrin tilvuus Smst pisteestä lkvien vektoreiden, j c määräämän tetredrin tilvuus sdn lskemll ensin vstvn suuntissärmiön tilvuus. Suuntissärmiö voidn jk vektorin c suuntisell :n j :n kärkien kutt kulkevll tsoll khteen smnliseen kolmisivuiseen särmiöön. Vektoreiden, j c määräämän tetredrin tilvuus on kolmsos tällisest särmiöstä eli kuudesos suuntissärmiön tilvuudest. All olev kuv hvinnollist si. c c c Pisteen etäisyys vruussuorst Lske pisteen A(, 4, 7) etäisyys pisteiden B(,, ) j C(,, 6) kutt kulkevst suorst. Kuvn merkityt vektorit ovt A(, 4, 7) = i + j + 9k j = 4 i 6 j + 8k. Silloin d 4 8 + 7 8 = = = = 6. C(,-, 6) 6 6 B(,,-) Tämä on suorkulmisen kolmion kteetin pituus. Kosk hypotenuusn pituus on = 9, on toisen kteetin pituus eli ky- sytty etäisyys d = 9 6 = 6. 4 Ilmistn vektoreiden j määräämän suunnikkn l khdell tvll: = d, jost d =. Kosk = 9 = 78i + 8 j 8k, 4 6 8 78 + 8 + ( 8) 7 9 niin d = = = 6. 6 + 6 + 64 6

6 Tehtäviä. Lske ristitulo. ) = i j + k, = i + j + k ) = i 4 j + k, = i j + k c) = i + k, = j + k. Vektorit = i j + k j = i + j k ovt suunnikkn sivuin. Lske suunnikkn pint-l.. Kolmion kärkipisteet ovt A(,, 0), B(,, ) j C(,, ). Lske kolmion ABC pint-l. 4. Tson suuntvektorit ovt u = i j + k j v = i + j k. Määritä jokin tson normlivektori.. Lske pisteen A(,, ) etäisyys pisteiden B(,, ) j C(,, ) kutt kulkevst suorst. 6. Lske sklrikolmitulo c. ) = i j + k, = i + j k j c = i + j + k ) = j + k, = i + k j c = i + j + k c) = i + j, = j + k j c = i + k 7. Tutki, ovtko vektorit, j c smss tsoss, kun = i + j 4k, = i + j 4k j c = i + j. 8. Suuntissärmiön pohjsärminä ovt vektorit i j k j i + j 4k sekä sivusärmänä vektori 4 i + j + k. Määritä suuntissärmiön ) tilvuus, ) korkeus. 9. Tetredrin särminä ovt smst pisteestä lkvt vektorit i j + k, i + j k j i + j + k. Lske tetredrin tilvuus. 0. Tetredrin kärkinä ovt pisteet A(,, ), B(,, 0), C(4, 0, 6) j D(, 4, ). Lske tetredrin tilvuus. Vstuksi:. ) i j + k ) 7i 0 j 9k c) i j k. 66 8,. 6 4, 0 4. esim. n = i + j + k. 6. ) 8 ) 7 c) 7. ovt 8. ) 60 ) 4 9. 4 0. 7 6