- 4.60
- 9-cu sinif
- Vektorlar
Komponentləri ilə verilmiş vektorlar üzərində əməllər
Qüllə kranının pultunda iki hazır proqram var: P arabacığı 5 m irəli aparır və qarmağı 1 m qaldırır, Q isə 1 m geri aparır və 5 m endirir. Operator yükü maşından gəmiyə keçirmək üçün P-ni iki dəfə, sonra Q-nu işə salır. Yük hara düşəcək? Şəkil çəkmək lazım deyil: hər mühərrik öz hesabını ayrıca aparır — 2P + Q = ⟨9; −3⟩.
Bu dərsdə
- vektoru ədədə vurmağı, vektorların fərqini və kombinasiyalarını komponentlərlə hesablayacaq, nəticənin uzunluğunu tapacaq və bu qaydaların niyə doğru olduğunu izah edəcəksən;
- iki vektorun kollinear olub-olmadığını komponentlərinə görə yoxlayacaq, naməlum komponenti tapacaq və istiqaməti deyəcəksən;
- vektor bərabərliyi ilə naməlum nöqtəni, parçanı verilmiş nisbətdə bölən nöqtəni və üçbucağın ağırlıq mərkəzini tapacaqsan.
1 xana = 1 m. Arabacıq x oxu, qarmaq y oxu boyunca hərəkət edir.
- Kəşf et
- Qayda
- Laboratoriya
- Kollinear vektorlar
- Hesabla
- Diqqət
- Həyatda
- Özünü yoxla
1 · Kəşf et
Hər mühərrik öz hesabını aparır
Yadına sal: a = ⟨x; y⟩ yazılışında x vektorun x oxu boyunca, y isə y oxu boyunca dəyişməsidir. Bunu belə təsəvvür et: işıq düz yuxarıdan düşəndə vektorun kölgəsi x oxuna düşür, yandan düşəndə y oxuna. Komponentlər vektorun oxlar üzərindəki kölgələridir — işarəsi ilə: sağa və yuxarı müsbət, sola və aşağı mənfi.
Kranda bu kölgələr gözlə görünür. Arabacığın yerdəyişməsi yükün x komponentidir, qarmağın yerdəyişməsi y komponentidir. Hər proqram iki mühərriki eyni anda bərabər sürətlə işlədir, ona görə yük düz xətt üzrə gedir. Pultda bir neçə əmri sınayaq:
| Əmr | Yerdəyişmə ⟨arabacıq; qarmaq⟩, m |
|---|---|
| P bir dəfə | P = ⟨5; 1⟩ |
| P iki dəfə | 2P = ⟨5 + 5; 1 + 1⟩ = ⟨10; 2⟩ |
| P üç dəfə | 3P = ⟨3 · 5; 3 · 1⟩ = ⟨15; 3⟩ |
| P yarıda dayandı | 12 / P = ⟨12 / · 5; 12 / · 1⟩ = ⟨2,5; 0,5⟩ |
| P tərsinə | −P = ⟨−5; −1⟩ |
| P, sonra Q | P + Q = ⟨5 + (−1); 1 + (−5)⟩ = ⟨4; −4⟩ |
| 2P, sonra Q | 2P + Q = ⟨10 + (−1); 2 + (−5)⟩ = ⟨9; −3⟩ |
Cədvəldə üç qayda görünür. Əmri k dəfə işlətmək hər mühərrikin yolunu k dəfə artırır — hər komponent k-ya vurulur. İki əmri ardıcıl işlətmək mühərriklərin yollarını toplayır — uyğun komponentlər toplanır (bunu 4.58-də görmüşdün). Əmri tərsinə işlətmək isə hər iki işarəni dəyişir.
2 · Qayda
Hər əməl hər ox üzrə ayrıca
Yadda saxla
«u = ⟨a₁; b₁⟩ vektorunun k ədədinə hasili, ku vektorunun komponentlərlə yazılışı ku = ⟨ka₁; kb₁⟩ olur.»
ku = ⟨ka₁; kb₁⟩«Xüsusi halda k = −1 olduqda v = ⟨a₂; b₂⟩ vektoru üçün −v = ⟨−a₂; −b₂⟩ olduğundan u və v vektorlarının fərqi u − v = u + (−v) = ⟨a₁ − a₂; b₁ − b₂⟩ olar.»
Dərslik, «8-5. Komponentləri ilə verilmiş vektorlar üzərində əməllər».
Niyə belədir? 4.59-dan bilirsən ki, ku vektoru u ilə kollineardır və uzunluğu |k| · |u|-dur. u-nu O nöqtəsindən çəkək və ucundan x oxuna perpendikulyar endirək: katetləri |a₁| və |b₁| olan düzbucaqlı üçbucaq alınır. ku üçün də eyni qurmanı aparaq. İki üçbucağın O-dakı bucağı ortaqdır, hər birində düz bucaq var — üçbucaqlar oxşardır, hipotenuzların nisbəti |k|-dır. Deməli, katetlər də |k| dəfə böyüyür. k > 0 olanda vektor eyni tərəfə baxır və kölgələrin işarəsi qalır; k < 0 olanda vektor çevrilir, hər iki kölgə o biri tərəfə düşür və işarələr dəyişir. Hər iki halda komponentlər ka₁ və kb₁ olur.
Əks vektor
−v = ⟨−a₂; −b₂⟩Hər iki kölgə o biri tərəfə düşür; uzunluq dəyişmir.
Fərqi yoxla
v + (u − v) = uKomponentlərlə: a₂ + (a₁ − a₂) = a₁, b₂ + (b₁ − b₂) = b₁.
Tanış düstur. A(x₁; y₁) və B(x₂; y₂) nöqtələri üçün OA və OB vektorlarının komponentləri bu nöqtələrin koordinatlarıdır. Ona görə AB = OB − OA = ⟨x₂ − x₁; y₂ − y₁⟩ — 4.52-dən bildiyin «son nöqtədən başlanğıcı çıx» qaydası fərq qaydasının özüdür. Dərslik də bu ədədlərə həm «koordinatlar», həm «komponentlər» deyir.
Kombinasiyalar. Bu iki qaydanı cəm qaydası ilə birləşdirsək, istənilən mu + nv ifadəsi hesablanır:
mu + nv = ⟨ma₁ + na₂; mb₁ + nb₂⟩
Nəticənin uzunluğu həmişə onun öz komponentlərindən tapılır: |⟨x; y⟩| = √(x² + y²) (4.52).
3 · Laboratoriya
İfadəni seç, zəncirə bax
u = ⟨4; 2⟩ (mavi), v = ⟨−2; 2⟩ (narıncı). Seçdiyin ifadə O nöqtəsindən ucu-uca zəncir kimi çəkilir, yaşıl ox nəticədir. Qırıq xətt əks vektoru göstərir.
u + v = ⟨4 + (−2); 2 + 2⟩ = ⟨2; 4⟩. Uzunluğu √(2² + 4²) = √20 = 2√5 ≈ 4,47.
u − v = u + (−v) = ⟨4 − (−2); 2 − 2⟩ = ⟨6; 0⟩. Uzunluğu √36 = 6. Nəticə x oxu boyuncadır: onun y kölgəsi sıfırdır.
v − u = ⟨−2 − 4; 2 − 2⟩ = ⟨−6; 0⟩ — bu, u − v-nin əks vektorudur. Uzunluğu yenə 6-dır, istiqaməti əksdir.
2u + v = ⟨2 · 4 + (−2); 2 · 2 + 2⟩ = ⟨6; 6⟩. Uzunluğu √72 = 6√2 ≈ 8,49.
Laboratoriyada yoxla.
- u − v və v − u seç. Komponentləri necə fərqlənir? Uzunluqları?
- 2u + v zəncirində neçə ox var? Nəticəni zəncirsiz, yalnız ədədlərlə necə hesablayarsan?
- Dörd nəticədən hansı ən uzundur? Uzunluqları kökaltı ifadələrlə müqayisə et.
Cavablara bax
v − u-nin komponentləri u − v-ninkilərin əks işarəlisidir: bunlar əks vektorlardır, uzunluqları eynidir (6). 2u + v zəncirində üç ox var: u, u, v; ədədlərlə: ⟨2 · 4 + (−2); 2 · 2 + 2⟩. Ən uzunu 2u + v-dir: √72 > √36 > √20.
4 · Kollinear vektorlar
Uyğun komponentlər mütənasibdir
4.59-dan: v vektoru sıfırdan fərqli u vektoruna kollineardırsa, v = ku. Bunu komponentlərlə yazaq: ⟨a₂; b₂⟩ = ⟨ka₁; kb₁⟩, yəni a₂ = ka₁ və b₂ = kb₁. Hər iki komponent eyni ədədə vurulub.
Yadda saxla
«Kollinear vektorların uyğun koordinatları mütənasibdir. Tərsinə, u və v vektorlarının uyğun koordinatları mütənasibdirsə, onda bu vektorlar kollineardır. a₁ ≠ 0, b₁ ≠ 0 olduqda u⟨a₁; b₁⟩ və v⟨a₂; b₂⟩ vektorlarının kollinearlıq şərti belə yazılır:»
a₂a₁ / = b₂b₁ /Dərslik, «8-5».
Bərabər nisbətlərin qiyməti elə k-dır. İşarəsi istiqaməti deyir (4.59): k > 0 — eyni istiqamətli, k < 0 — əks istiqamətli.
- p = ⟨−4,5; −6⟩: −4,5−3 / = 1,5 və −6−4 / = 1,5. Nisbətlər bərabərdir: p = 1,5c, eyni istiqamətli.
- q = ⟨1,5; 2⟩: 1,5−3 / = −0,5 və 2−4 / = −0,5: q = −12 / c, əks istiqamətli.
- w = ⟨−5; −5⟩: −5−3 / = 53 / , amma −5−4 / = 54 / . Hər iki komponent böyüyüb, lakin fərqli dəfə — w vektoru c-yə kollinear deyil.
Naməlum komponent. m-in hansı qiymətində ⟨−2; 7⟩ və ⟨m; −21⟩ vektorları kollineardır? Şərtə görə m−2 / = −217 / = −3, buradan m = (−3) · (−2) = 6. Nisbət k = −3 < 0, ona görə vektorlar əks istiqamətlidir.
Komponentlərdən biri sıfırdırsa, nisbət yazılmır. Məsələn, ⟨0; b₁⟩ (b₁ ≠ 0) vektoruna kollinear vektorun birinci komponenti də 0 olmalıdır, çünki k · 0 = 0.
5 · Hesabla
Beş tipik məsələ
Plan həmişə eynidir: vektorları komponentlərlə yaz, hər əməli hər ox üzrə ayrıca apar, bərabər vektorlarda uyğun komponentləri bərabərləşdir.
a = ⟨−6; 6⟩, b = ⟨4; −5⟩. 12 / a + 3b vektorunu və onun uzunluğunu tapın.
- Hər vektoru öz ədədinə vururuq: 12 / a = ⟨−3; 3⟩, 3b = ⟨12; −15⟩.
- Uyğun komponentləri toplayırıq: ⟨−3 + 12; 3 + (−15)⟩ = ⟨9; −12⟩.
- Uzunluq: √(9² + (−12)²) = √(81 + 144) = √225 = 15.
12 / a + 3b = ⟨9; −12⟩, uzunluğu 15
ABCD paraleloqramında A(−6; −3), B(5; −3), C(6; 3). D təpəsini tapın.
- Paraleloqramın qarşı tərəfləri paralel və bərabərdir, AB və DC eyni istiqamətə baxır: AB = DC.
- AB = ⟨5 − (−6); −3 − (−3)⟩ = ⟨11; 0⟩. D(x; y) olsun: DC = ⟨6 − x; 3 − y⟩.
- Bərabər vektorların uyğun komponentləri bərabərdir: 6 − x = 11, 3 − y = 0, buradan x = −5, y = 3.
- Yoxlama: AC-nin ortası (−6 + 62 / ; −3 + 32 / ) = (0; 0), BD-nin ortası (5 + (−5)2 / ; −3 + 32 / ) = (0; 0) — diaqonallar kəsişmə nöqtəsində yarıya bölünür.
D(−5; 3)
m-in hansı qiymətində a = ⟨m; 2⟩ və b = ⟨32; m⟩ vektorları kollinear və əks istiqamətlidir?
- Kollinearlıq şərti (m ≠ 0; m = 0 olanda ⟨0; 2⟩ və ⟨32; 0⟩ kollinear deyil): 32m / = m2 / .
- Nisbətin əsas xassəsi: m · m = 32 · 2, m² = 64, m = 8 və ya m = −8.
- İstiqaməti yoxlayırıq. m = 8: a = ⟨8; 2⟩, b = ⟨32; 8⟩ = 4a, k = 4 > 0 — eyni istiqamətli. m = −8: a = ⟨−8; 2⟩, b = ⟨32; −8⟩ = −4a, k = −4 < 0 — əks istiqamətli.
m = −8
K(−3; −5), L(2; 5). M nöqtəsi KL parçası üzərindədir və KM : ML = 3 : 2. M-i tapın.
- Parça 3 + 2 = 5 bərabər hissədir, KM onlardan 3-üdür və eyni istiqamətə baxır: KM = 35 / KL.
- KL = ⟨2 − (−3); 5 − (−5)⟩ = ⟨5; 10⟩, KM = 35 / · ⟨5; 10⟩ = ⟨3; 6⟩.
- M nöqtəsinə K-dan KM qədər gedirik: M(−3 + 3; −5 + 6) = M(0; 1). Yoxlama: ML = ⟨2; 4⟩ = 25 / KL.
M(0; 1)
DEF üçbucağında E(0; 4), D(−5; −4), F(8; −3). Medianların kəsişmə nöqtəsi G-ni tapın. Dərslikdə deyildiyi kimi, «medianların kəsişmə nöqtəsi üçbucağın ağırlıq mərkəzi adlanır».
- EN medianını götürək: N — DF tərəfinin ortasıdır, N(−5 + 82 / ; −4 + (−3)2 / ) = N(1,5; −3,5).
- Medianlar kəsişmə nöqtəsində təpədən başlayaraq 2 : 1 nisbətində bölünür (8-ci sinif): EG = 23 / EN. EN = ⟨1,5; −7,5⟩, EG = ⟨1; −5⟩.
- G(0 + 1; 4 + (−5)) = G(1; −1).
G(1; −1)
Ümumi düstur. Eyni hesabı hərflərlə aparaq; O koordinat başlanğıcıdır və N — DF-in ortasıdır:
OG = OE + 23 / (ON − OE) = 13 / OE + 23 / ON,ON = 12 / (OD + OF),OG = 13 / (OE + OD + OF).
Komponentlərlə: medianların kəsişmə nöqtəsinin koordinatları təpələrin koordinatlarının ədədi ortasıdır,
G(x₁ + x₂ + x₃3 / ; y₁ + y₂ + y₃3 / )
Yoxla: (0 + (−5) + 8) : 3 = 1, (4 + (−4) + (−3)) : 3 = −1 — yenə G(1; −1).
6 · Diqqət
Dörd tipik səhv
Mənfinin mənfisi
⟨1; 2⟩ − ⟨−6; 4⟩ = ⟨−5; −2⟩1 − (−6) «1 − 6» kimi hesablanıb.
Düzgün
⟨1; 2⟩ − ⟨−6; 4⟩ = ⟨7; −2⟩1 − (−6) = 1 + 6 = 7, 2 − 4 = −2.
Yarımçıq
3 · ⟨−4; −1⟩ = ⟨−12; −1⟩Ədəd yalnız birinci komponentə vurulub.
Hər ikisi
3 · ⟨−4; −1⟩ = ⟨−12; −3⟩Hər iki kölgə 3 dəfə uzanır.
Modullar toplandı
|⟨−20; 21⟩| = 20 + 21 = 41Uzunluq kölgələrin cəmi deyil — bu, pilləkənli yolun uzunluğudur.
Pifaqor
√(400 + 441) = √841 = 29Kölgələr düzbucaqlı üçbucağın katetləridir, vektor hipotenuzdur.
Çarpaz nisbət
⟨5; 4⟩ ∥ ⟨m; 12⟩: m5 / = 412 /Birinci vektorun iki komponenti bir-birinə bölünüb: alınan m = 53 / yanlışdır.
Düzgün
m5 / = 124 / = 3, m = 15Birinci komponent birinciyə, ikinci ikinciyə bölünür.
7 · Həyatda
Gəmi düz mayaka gedirmi?
Dəniz xəritəsində koordinatlar kilometrlə verilib (xəritədə bir xana 5 km-dir); şərq x oxunun, şimal y oxunun müsbət istiqamətidir. Gəmi indi S(−21; −12) nöqtəsindədir və sabit kursla gedir: hər saatda yerdəyişməsi v = ⟨16; 12⟩ km-dir. t saatda yerdəyişmə tv olur, yəni gəmi S-dən v istiqamətində çəkilən düz xətt üzrə hərəkət edir.
Gəmi limana gedir. Limanın girişində, molun ucunda mayak var: M(3; 6). Kursa yaxın daha iki obyekt var: şamandıra B(−33; −21) və qaya R(−9; 1). Gəmidən hər birinə çəkilən vektoru v ilə müqayisə edək.
- Mayak: SM = ⟨3 − (−21); 6 − (−12)⟩ = ⟨24; 18⟩. 2416 / = 1812 / = 1,5, yəni SM = 1,5v. k > 0: mayak qabaqdadır, gəmi düz liman girişinə gedir və 1,5 saatdan (1 saat 30 dəqiqədən) sonra mayakın yanında olacaq.
- Şamandıra: SB = ⟨−12; −9⟩. −1216 / = −912 / = −0,75, SB = −0,75v. k < 0: şamandıra da kurs xəttindədir, amma arxada — gəmi onun yanından 45 dəqiqə əvvəl keçib.
- Qaya: SR = ⟨12; 13⟩. 1216 / = 0,75, 1312 / ≈ 1,08 — nisbətlər fərqlidir, SR və v kollinear deyil: qaya kurs xəttində deyil.
Bir kollinearlıq yoxlaması iki suala birdən cavab verir: obyekt kursun üstündədirmi və qabaqdadır, yoxsa arxada? Burada dəniz düz müstəvi, kurs və sürət isə sabit qəbul olunub.
8 · Özünü yoxla
Bacarığını sına
Cavabı seç — düzgün olanda yaşıl, səhv olanda qırmızı işıqlanacaq. Həllinə də baxa bilərsən.
-
Asan
−3 · ⟨2; −1,5⟩ vektorunu tapın.
Düzdür! (−3) · 2 = −6, (−3) · (−1,5) = 4,5.
Yox. −3 hər iki komponentə, işarəsi ilə birlikdə vurulur: mənfi · mənfi = müsbət.
Həllə bax
−3 · ⟨2; −1,5⟩ = ⟨(−3) · 2; (−3) · (−1,5)⟩ = ⟨−6; 4,5⟩.
-
Asan
u = ⟨7; −4⟩, v = ⟨−6; −3⟩. u − v vektorunu tapın.
Əla! 7 − (−6) = 13, −4 − (−3) = −1.
Yox. Komponentləri çıx (toplama yox), sıra u − v-dir, və −(−3) = +3.
Həllə bax
u − v = ⟨7 − (−6); −4 − (−3)⟩ = ⟨7 + 6; −4 + 3⟩ = ⟨13; −1⟩.
-
Orta
a = ⟨2; −6⟩, b = ⟨5; −5⟩. a + 2b vektorunun uzunluğunu tapın.
Düzdür: a + 2b = ⟨12; −16⟩, √(144 + 256) = 20.
Yox. Əvvəl 2b-ni tap və topla, sonra nəticənin komponentlərindən √(x² + y²) hesabla.
Həllə bax
2b = ⟨10; −10⟩, a + 2b = ⟨2 + 10; −6 + (−10)⟩ = ⟨12; −16⟩. Uzunluq √(12² + 16²) = √400 = 20.
-
Orta
Hansı vektor c = ⟨−4; 10⟩ vektoruna kollinear və əks istiqamətlidir?
Əla! 6−4 / = −1510 / = −1,5 < 0.
Yox. Uyğun komponentlərin nisbətləri bərabər olmalıdır və mənfi çıxmalıdır.
Həllə bax
⟨6; −15⟩: 6−4 / = −1,5, −1510 / = −1,5 — kollinear, k < 0. ⟨−6; 15⟩ üçün k = 1,5 (eyni istiqamət); ⟨6; 15⟩ və ⟨10; −4⟩-də nisbətlər fərqlidir.
-
Çətin
y-in hansı qiymətində ⟨6; y⟩ və ⟨−10; 15⟩ vektorları kollineardır?
Düzdür! y15 / = 6−10 / , y = −9.
Yox. Uyğun komponentləri böl: y15 / = 6−10 / — nisbətin özü cavab deyil, ondan y-i tap.
Həllə bax
6−10 / = y15 / , buradan y = 15 · (−0,6) = −9. Yoxlama: ⟨6; −9⟩ = −0,6 · ⟨−10; 15⟩.
-
Çətin
A(0; −3), C(4; 1). C nöqtəsi AB parçası üzərindədir və AC : CB = 2 : 3. B nöqtəsini tapın.
Əla! AC 5 hissədən 2-sidir: AB = 52 / AC.
Yox. Parça 2 + 3 = 5 hissədir və AC onlardan 2-sidir: AC = 25 / AB. C orta nöqtə deyil, B isə A-dan C tərəfdədir.
Həllə bax
AC = ⟨4; 4⟩. AC = 25 / AB, ona görə AB = 52 / AC = ⟨10; 10⟩. B(0 + 10; −3 + 10) = B(10; 7).
Xülasə
Yadda qalanlar
- ku = ⟨ka₁; kb₁⟩Komponentlər oxlar üzərindəki kölgələrdir: vurma, toplama, çıxma və onların kombinasiyaları hər ox üzrə ayrıca aparılır; uzunluq nəticənin komponentlərindən tapılır.
- a₂a₁ / = b₂b₁ / Kollinear vektorların uyğun komponentləri mütənasibdir; nisbətin işarəsi istiqaməti deyir.
- Bərabər vektor — bərabər komponentlərNaməlum nöqtə vektor bərabərliyindən tapılır; nisbətdə bölən nöqtə və medianların kəsişmə nöqtəsi vektorun hissəsi ilə hesablanır.
Növbəti mövzu: 4.61 Paralel köçürmə