Vektorer

Mål för undervisningen Vektorer

Vi bekantar oss med begreppet vektor och dess representationer såsom riktad sträcka och punkt i ett koordinatsystem.

Vektorer

Vektorer är matematiska storheter som har både storlek (magnitud) och riktning. De används därför ofta för att beskriva fysikaliska storheter med magnitud och riktning i rummet, som till exempel kraft, hastighet, acceleration, elektriskt fält och magnetfält. Sådana vektorer kallas även rumsvektorer eller geometriska vektorer. Ibland studeras rumsvektorer även i två dimensioner. I motsats till vektorstorheter är storheter som temperatur och ljusstyrka skalärer och saknar alltså riktning.

Texten från Wikipedia

Representation av vektorer

En 2-dimensionell vektor bestämd av positionen av punkten A med koordinaterna (2, 3)

En vektor är inte bunden till en position, men det kan antas att en vektors startpunkt sammanfaller med origo i det aktuella koordinatsystemet. Vektorer i ett n-dimensionellt rum, Rⁿ, kan då representeras av en lista med koordinaterna för vektorernas ändpunkter enligt

[math]\displaystyle{ \mathbf{a} = (a_1,\ a_2,\dots,\ a_n) }[/math]

Talen i listan kallas också vektorns komponenter. I enlighet med figuren till höger kan den 2-dimensionella vektorn från O = (0, 0) till A = (2, 3) skrivas som

[math]\displaystyle{ \mathbf{a} = (2,\ 3) }[/math]

I ℝ³ identifieras vektorer med tripplar av koordinater:

[math]\displaystyle{ \mathbf{a} = (a_1,\ a_2,\ a_3) }[/math]

eller

[math]\displaystyle{ \mathbf{a} = (a_x,\ a_y,\ a_z) }[/math]

Ibland arrangeras dessa tripplar till kolonnvektorer eller radvektorer, särskilt i samband med hantering av matriser:

[math]\displaystyle{ \mathbf{a} = \begin{bmatrix} a_1\\ a_2\\ a_3\\ \end{bmatrix} }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathbf{a} = [ a_1\ a_2\ a_3 ] }[/math]

Texten från Wikipedia - Vektor

Vektorer mellan två punkter

När man ska åskådliggöra en vektor i en figur, har den en bestämd startpunkt (A) och en bestämd slutpunkt (B), och en riktning däremellan som markeras med en pil.

Vektorers egenskaper?

Vektorer betecknas oftast med bokstäver med en pil ovanför, för att tydliggöra att det är en storhet med såväl storlek som riktning.

När man ska åskådliggöra en vektor i en figur, har den en bestämd startpunkt (A) och en bestämd slutpunkt (B), och en riktning däremellan som markeras med en pil.

Vektorer som har samma längd och samma riktning är likadana (pilens längd representerar vektorns storlek/magnitud, medan vart pilen pekar visar vektorns riktning).

Två vektorer är parallella om de har samma eller motsatt riktning.

Längden på en vektor kallas även för vektorns storlek eller vektorns absolutbelopp, och betecknas

Längden på en vektor får man genom att använda Pythagoras sats.

Definition
Motsatta vektorer: Motsatta vektorer har samma längd men motsatt riktning. [math]\displaystyle{ \mathbf{- a} }[/math] är motsatt [math]\displaystyle{ \mathbf{a} }[/math]

Sats	Sats: Parallella vektorer har antingen samma riktning eller motsatt riktning.

Definition
Storleken av en vektor: Storleken av en vektor beräknas med Pythagoras sats.

Vektorer i koordinatsystem

En 3-dimensionell vektor bestämd av basvektorerna i, j, k

Definition
Enhetsvektorer En vektor som har längden 1 kallas för en enhetsvektor. Enhetsvektorer som har riktningen längs med någon av koordinatsystemets axlar är särskilt användbara, eftersom vi kan använda dessa för att uttrycka andra vektorer. I nästa avsnitt kommer vi att titta på hur vi kan göra detta.

[redigera]

Exempel

Längden av en vektor

Vad är längden av vektor [math]\displaystyle{ u }[/math]

Vektorn utgör hypotenusan i en rätvnklig triangel där kateterna är parallella med varsin koordinataxel. Vi kan alltså använda Pythagoras sats genom att addera kvadraterna på längderna i x- respetive y-led.

[math]\displaystyle{ |u| = \sqrt{5^2 + 2^2} = \sqrt{29} }[/math]

[redigera]

Uppgift: Kontrollfrågor

Vad har en vektor som en skalär inte har?
Hur lång är en enhetsvektor?
För en tvådimensionell vektor [math]\displaystyle{ v }[/math] gäller [math]\displaystyle{ v =(4,5) }[/math]. Beräkna [math]\displaystyle{ |v| }[/math].

CC Matteboken.se

Facit: (klicka expandera till höger)