Определение: Скалярным произведением ( ) векторов и называется число равное произведению длин векторов на косинус угла между ними

( ) = (2)

Определим скалярное произведение векторов и через координаты этих векторов. Для векторов , , скалярное произведение равно: (3).

Скалярное произведение двух векторов равно сумме произведений соответствующих координат. Если болса, то , =1 и , тогда длина вектора будет (4).

Угол между векторами и определяется по формуле

(5).

 

Таким образом, скалярное произведение применяется при нахождении длин и величин углов.

 

в) Векторное произведение векторов и его свойства

В векторном пространстве V рассмотрим ортонормированный базис R= . Пусть не коллениарные векторы.

Определение. Векторным произведением векторов и называется вектор, обозначаемый и удовлетворяющий следующим условиям:

1)

2)

3)Тройки векторов одинаково ориентированы.

Если векторы и коллинеарны, то их векторное произведение равно нулю. Пусть векторы заданы своими координатами и неколлинеарны:

Тогда ранг =2, отсюда векторное произведение не равно нулю. Координаты этого вектора относительно базиса удовлетворяют системе уравнений , определитель которой отличен от нуля:

(3)

 

(2),(3) .

Из первого условия определения найдем необходимое значение для t. Изветно, что

sin

(4) тогда .

Здесь

После вычислений находим:

 

(5)

 

(6)

(4),(5),(6) (7)

(1), (2), (7)

Если векторы коллинеарны, то ранг и (8) формуле каждый определитель равен нулю. По определению ПОэтому и в этом случае (8) формула справедлива. Таким образом, доказана теорема.

 

ТЕОРЕМА. Если

то

(8) формулу удобно записывать следующим образом:

(9)

Свойства векторного произведения.

 

1), 2), 3) свойства следуют из (8) формулы.

Применение в ектор ного произведения .

1. Модуль векторного произведения равен площади параллелограмма ABCD

2. Площадь треугольника равна :

Смешанное произведение векторов и его свойства .

Пусть положительно ориентированный ортонормированный базис.

Определение Смешанным произведением векторов называется число обозначаемое и равное скалярному произведению вектора на векторное произведение векторов и .

Таким образом, - число.

1-ТЕОРЕМА (геометрический смысл смешанного проиведения).Если - три некомпланарных вектора и , то абсолютное значение смешанного произведения равно объему параллелипипеда построенного на векторах :

(1)

 

2- ТЕОРЕМА. Если в базисе координаты векторов , то

(2)

Свойства смешанного произведения:

 

Применение смешанного произведения.

Пусть относительно прямоугольной системы координат тетраэдр ABCD задан своими вершинами:

. Тогда его объем находится по формуле:

.