przekształcenie wzoru iloczynu skalarnego

Przestrzenie wektorowe, bazy, liniowa niezależność, macierze.... Formy kwadratowe, twierdzenia o klasyfikacji...
ReallyGrid
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 63
Rejestracja: 18 wrz 2012, o 08:48
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Quillrabe
Podziękował: 14 razy
Pomógł: 1 raz

przekształcenie wzoru iloczynu skalarnego

Post autor: ReallyGrid »

W książce "Algebra i geometria analityczna" T. Jurlewicz, Z. Skoczylas na stronie 115 (wydanie 16)jest napisane, że "Rzut prostokątny \(\displaystyle{ \vec{u}}\) wektora \(\displaystyle{ \vec{a}}\) na wektor \(\displaystyle{ \vec{b}}\) wyraża się wzorem
\(\displaystyle{ \vec{u} = \frac{\vec{a} \circ \vec{b}}{|\vec{b}|^2} \cdot \vec{b}}\).
Wzór ten wynika bezpośrednio z definicji iloczynu skalarnego wektorów \(\displaystyle{ \vec{a}}\) i \(\displaystyle{ \vec{b}}\)."
Do tego jest taki obrazek
Obrazek wygasł

I właśnie próbuje to przekształcać i nie wychodzi. Dlatego proszę o wyjaśnienie jak przekształcić wzór na iloczyn skalarny
\(\displaystyle{ \vec{a} \circ \vec{b} = |\vec{a}| \cdot |\vec{b}| \cdot \cos\bigl(\alpha(\vec{a}, \vec{b})\bigr)}\)
tak, aby otrzymać powyższy wzór.

Wiem, że \(\displaystyle{ \cos\bigl(\alpha(\vec{a}, \vec{b})\bigr) = \frac{|\vec{u}|}{|\vec{a}|}}\) ale nawet jak to podstawie to i tak nie wychodzi bo będę mieć
\(\displaystyle{ \vec{a} \circ \vec{b} = |\vec{a}| \cdot |\vec{b}| \cdot \frac{|\vec{u}|}{|\vec{a}|} = |\vec{b}| \cdot |\vec{u}|}\)
i cały czas nie mam tego czego potrzebuje.
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22210
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 38 razy
Pomógł: 3755 razy

przekształcenie wzoru iloczynu skalarnego

Post autor: a4karo »

Wsk. 1 \(\displaystyle{ \vec{b} =t\vec{u}}\) (dlaczego?)
Wsk. 2 \(\displaystyle{ \vec{a} =\vec{u} +\vec{w}}\) (\(\displaystyle{ w}\) to ta czarna kreska)
ReallyGrid
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 63
Rejestracja: 18 wrz 2012, o 08:48
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Quillrabe
Podziękował: 14 razy
Pomógł: 1 raz

przekształcenie wzoru iloczynu skalarnego

Post autor: ReallyGrid »

Wsk 1. bo wektor \(\displaystyle{ \vec{u}}\) "leży" na wektorze \(\displaystyle{ \vec{b}}\) (jest przeskalowany o pewną stałą, waśnie \(\displaystyle{ t}\)).
Wsk 2. Dodawanie wektorów

Ale nadal nie wiem jak to wykorzystać. Mógłbyś napisać całe przekształcenie jak z jednego wzoru dojść do drugiego?
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22210
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 38 razy
Pomógł: 3755 razy

przekształcenie wzoru iloczynu skalarnego

Post autor: a4karo »

Pomnoż skalarnie \(\displaystyle{ a}\) przez \(\displaystyle{ b}\) i wykorzystaj wskazówki.
ReallyGrid
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 63
Rejestracja: 18 wrz 2012, o 08:48
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Quillrabe
Podziękował: 14 razy
Pomógł: 1 raz

przekształcenie wzoru iloczynu skalarnego

Post autor: ReallyGrid »

\(\displaystyle{ \vec{a} \circ \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}| \cos\bigl(\alpha(\vec{a},\vec{b})\bigr) = |\vec{u} + \vec{w}| |t\vec{u}| \cos\bigl(\alpha(\vec{a},\vec{b})\bigr)}\)
Nie widzę żeby z tego miał wyjść oczekiwany wzór
\(\displaystyle{ \vec{u} = \frac{\vec{a} \circ \vec{b}}{|\vec{b}|^2} \cdot \vec{b}}\).
A nie możesz po prostu napisać tego przekształcenia?

-- 30 cze 2016, o 11:32 --

Dobra, wiem już skąd to wynika. Ktoś inny mi wytłumaczył

Najpierw liczymy wektor jednostkowy dla \(\displaystyle{ \vec{b}}\) czyli
\(\displaystyle{ \hat{b} = \frac{1}{|\vec{b}|}\vec{b}}\).
Teraz szukany wektor \(\displaystyle{ \vec{u}}\) to jest iloczyn jego długości i wektora jednostkowego dla \(\displaystyle{ \vec{b}}\) czyli
\(\displaystyle{ \vec{u} = |\vec{u}| \cdot \hat{b}}\).
Z definicji kosinusa wiemy, że
\(\displaystyle{ \cos\bigl(\alpha(\vec{a}, \vec{u})\bigr) = \frac{|\vec{u}|}{|\vec{a}|} \Rightarrow |\vec{u}| = |\vec{a}|\cos\bigl(\alpha(\vec{a}, \vec{u})\bigr)}\).
Oczywiście kąt między wektorami \(\displaystyle{ \vec{a}}\) i \(\displaystyle{ \vec{u}}\) jest taki sam ją między wektorami \(\displaystyle{ \vec{a}}\) i \(\displaystyle{ \vec{b}}\).
Z drugiej strony
\(\displaystyle{ \vec{a} \circ \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}| \cos\bigl(\alpha(\vec{a}, \vec{b})\bigr) \Rightarrow \cos\bigl(\alpha(\vec{a}, \vec{b})\bigr) = \frac{\vec{a} \circ \vec{b}}{|\vec{a}| |\vec{b}|}}\).
Łącząc wszystko otrzymujemy
\(\displaystyle{ \vec{u} = |\vec{u}| \cdot \hat{b} = |\vec{a}|\cos\bigl(\alpha(\vec{a}, \vec{u})\bigr) \cdot \hat{b} = |\vec{a}|\cos\bigl(\alpha(\vec{a}, \vec{b})\bigr) \cdot \hat{b} = \frac{\vec{a} \circ \vec{b}}{|\vec{b}|^2} \cdot \vec{b}}\).
Nie mogłeś tego w ten sposób wytłumaczyć? Swoją drogą nigdzie nie wykorzystuję tutaj wsk. 2
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22210
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 38 razy
Pomógł: 3755 razy

przekształcenie wzoru iloczynu skalarnego

Post autor: a4karo »

\(\displaystyle{ a\circ b=(u+w)\circ b=\text{Wsk. 2}=u\circ b+w\circ b=\text{Wsk 1}=t(b\circ b)+0}\), stąd \(\displaystyle{ t=\frac{a\circ b}{|b|^2}}\)
ODPOWIEDZ