Вектор — это направленный отрезок, то есть отрезок, у которого одна точка считается началом, а другая — концом. На чертеже его изображают стрелкой, длина которой равна длине вектора (его модулю), а направление показывает стрелка.
Вектор обозначают двумя способами:
- AB — двумя заглавными латинскими буквами со стрелкой сверху (первая буква — начало, вторая — конец).
- a — одной строчной латинской буквой со стрелкой сверху.
Важный нюанс: порядок букв в названии имеет значение. Вектор AB и BA — это разные векторы: они равны по длине, но направлены в противоположные стороны.
Если начальная и конечная точки вектора совпадают, получается
нулевой вектор. Его обозначают как
0. У нулевого вектора нет определённого направления, а его длина равна нулю.
Виды векторов
- Коллинеарные векторы — лежат на одной прямой или на параллельных прямых.
- Сонаправленные векторы — коллинеарные векторы, которые направлены в одну сторону.
- Противоположно направленные векторы — коллинеарные векторы, которые направлены в противоположные стороны.
- Равные векторы — векторы, которые сонаправлены и их длины равны. Иногда говорят, что это один и тот же вектор, просто отложенный от разных точек.
Операции с векторами
Сложение векторов можно выполнять двумя способами:
- Правило треугольника: от конца первого вектора откладывают второй, и сумма — это вектор, соединяющий начало первого с концом второго.
- Правило параллелограмма: векторы откладывают от одной точки, достраивают параллелограмм, и сумма — это диагональ, исходящая из общей точки.
Вычитание векторов — это сложение с противоположным вектором:
a – b = a + (–b).
Умножение вектора на число — при умножении на положительное число вектор сохраняет направление, а его длина умножается на это число. Если число отрицательное — направление меняется на противоположное, а длина умножается на модуль числа. Произведение нулевого вектора на любое число есть нулевой вектор.
Координаты вектора
Если у вектора начало находится в точке
A(x₁; y₁), а конец — в точке
B(x₂; y₂), то его координаты вычисляются так:
Координаты вектора = (x₂ – x₁; y₂ – y₁).
Например, если вектор начинается в точке A(1; 2) и заканчивается в точке B(4; 6), то его координаты будут (3; 4).
Длина (модуль) вектора находится по формуле:
|a| = √(a₁² + a₂²).
Для вектора с координатами (3; 4) длина будет: √(3² + 4²) = 5.
Применение векторов
Векторы позволяют решать геометрические задачи более компактно и наглядно.
С их помощью можно:
- Доказывать теоремы (например, о свойствах параллелограмма или трапеции).
- Находить длины отрезков, углы между прямыми, площади фигур.
- Описывать физические явления (сила, скорость, ускорение).
Что важно запомнить:- Вектор — это не просто отрезок, а отрезок с направлением.
- Равные векторы можно переносить параллельно самим себе.
- Коллинеарность векторов можно проверять по пропорциональности их координат.
- Операции с векторами можно выполнять как геометрически (на чертеже), так и с помощью координат.