佐藤の数学教科書「ベクトル」編の勉強
2つのベクトルとがあるとき、
その各ベクトルの長さの2乗は、そのベクトルの成分によって以下のようにあらわせます。
ベクトルOWの成分を実数W1とW2とし、
ベクトルOSの成分を実数S1とS2とすると:
ベクトルOWの長さの2乗=W1W1+W2W2
ベクトルOSの長さの2乗=S1S1+S2S2
この計算を2つのベクトルにまたがって計算する計算をベクトルの内積とします。
すなわち、
その2つのベクトルの内積が、そのベクトルの成分を用いて以下の式(1)で定義されます。
・=S1W1+S2W2 (式1)
上図のように、絶対値が1の2つの単位ベクトルとがあるとき、
その2つの単位ベクトルの成す角度θの余弦cos(θ)は、この2つの単位ベクトルの内積・と等しくなります。
・=||・||cos(θ)=cos(θ)
以下で、その関係があることを示します。
単位ベクトルの偏角は実数αとし、単位ベクトルの偏角は実数βとする。
ベクトルの成分の実数W1,W2,S1,S2と角度を表わす実数αとβとθの間には以下の関係があります。
θ=β-α
W1=cosα
W2=sinα
S1=cosβ
S2=sinβ
余弦定理により
∴ cos(θ)=S1W1+S2W2
このように、ベクトルの内積は、ベクトルの成分の積の和であらわすことができるという特徴があります。
なお、単位ベクトルの内積の式(式1)は、以下の式(三角関数のcosの加法定理)と同じ式です。
cos(β-α)=cosβcosα+sinβsinα (式2)
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高校数学の目次
2つのベクトルとがあるとき、
その各ベクトルの長さの2乗は、そのベクトルの成分によって以下のようにあらわせます。
ベクトルOWの成分を実数W1とW2とし、
ベクトルOSの成分を実数S1とS2とすると:
ベクトルOWの長さの2乗=W1W1+W2W2
ベクトルOSの長さの2乗=S1S1+S2S2
この計算を2つのベクトルにまたがって計算する計算をベクトルの内積とします。
すなわち、
その2つのベクトルの内積が、そのベクトルの成分を用いて以下の式(1)で定義されます。
・=S1W1+S2W2 (式1)
上図のように、絶対値が1の2つの単位ベクトルとがあるとき、
その2つの単位ベクトルの成す角度θの余弦cos(θ)は、この2つの単位ベクトルの内積・と等しくなります。
・=||・||cos(θ)=cos(θ)
以下で、その関係があることを示します。
単位ベクトルの偏角は実数αとし、単位ベクトルの偏角は実数βとする。
ベクトルの成分の実数W1,W2,S1,S2と角度を表わす実数αとβとθの間には以下の関係があります。
θ=β-α
W1=cosα
W2=sinα
S1=cosβ
S2=sinβ
余弦定理により
∴ cos(θ)=S1W1+S2W2
このように、ベクトルの内積は、ベクトルの成分の積の和であらわすことができるという特徴があります。
なお、単位ベクトルの内積の式(式1)は、以下の式(三角関数のcosの加法定理)と同じ式です。
cos(β-α)=cosβcosα+sinβsinα (式2)
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