Podstawy działań na wektorach - dodawanie



Podobne dokumenty
Rachunek wektorowy - wprowadzenie. dr inż. Romuald Kędzierski

Co to jest wektor? Jest to obiekt posiadający: moduł (długość), kierunek wraz ze zwrotem.

Matura próbna 2014 z matematyki-poziom podstawowy

PODSTAWY RACHUNKU WEKTOROWEGO

GEOMETRIA ANALITYCZNA. Poziom podstawowy

Wykład 16. P 2 (x 2, y 2 ) P 1 (x 1, y 1 ) OX. Odległość tych punktów wyraża się wzorem: P 1 P 2 = (x 1 x 2 ) 2 + (y 1 y 2 ) 2

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA ZESTAW NR 2 POZIOM PODSTAWOWY. Etapy rozwiązania zadania

? 14. Dana jest funkcja. Naszkicuj jej wykres. Dla jakich argumentów funkcja przyjmuje wartości dodatnie? 15. Dana jest funkcja f x 2 a x

Rozwiązania zadań. Arkusz Maturalny z matematyki nr 1 POZIOM ROZSZERZONY. Aby istniały dwa różne pierwiastki równania kwadratowego wyróżnik

X Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

XXXVIII Regionalny Konkurs Rozkosze łamania Głowy

Geometria analityczna

Mechanika teoretyczna

Ćwiczenia z Geometrii I, czerwiec 2006 r.

R o z w i ą z a n i e Przy zastosowaniu sposobu analitycznego należy wyznaczyć składowe wypadkowej P x i P y

8. TRYGONOMETRIA FUNKCJE TRYGONOMETRYCZNE KĄTA OSTREGO.

Wymagania na egzamin poprawkowy z matematyki w roku szkolnym 2018/2019 klasa 1 TŻiUG

zestaw DO ĆWICZEŃ z matematyki

FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA GEOMETRYCZNE

Klucz odpowiedzi do zadań zamkniętych i przykładowe rozwiązania zadań otwartych

Zagadnienia z matematyki dla klasy II oraz przykładowe zadania

MATEMATYKA DLA CIEKAWSKICH. Twierdzenie Pitagorasa inaczej cz. 2

Wymagania na egzamin poprawkowy z matematyki w roku szkolnym 2018/2019 klasa 1 TLog

OCENIANIE ARKUSZA POZIOM PODSTAWOWY

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

1. LICZBY DZIAŁ Z PODRĘCZNIKA L.P. NaCoBeZu kryteria sukcesu w języku ucznia

MATEMATYKA Przed próbną maturą. Sprawdzian 3. (poziom podstawowy) Rozwiązania zadań

MATEMATYKA WYMAGANIA EDUKACYJNE DLA KLASY V

KONKURS ZOSTAŃ PITAGORASEM MUM. Podstawowe własności figur geometrycznych na płaszczyźnie

trygonometria Trygonometria to dział matematyki, który bada związki między bokami i kątami trójkątów.

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 3

7. PLANIMETRIA.GEOMETRIA ANALITYCZNA

KRYTERIA OCENIANIA Z MATEMATYKI W OPARCIU O PODSTAWĘ PROGRAMOWĄ I PROGRAM NAUCZANIA MATEMATYKA 2001 DLA KLASY DRUGIEJ

Pojęcia, wymagania i przykładowe zadania na egzamin poprawkowy dla klas II w roku szkolnym 2016/2017 w Zespole Szkół Ekonomicznych w Zielonej Górze

9. Funkcje trygonometryczne. Elementy geometrii: twierdzenie

Twierdzenie Talesa. Adrian Łydka Bernadeta Tomasz. Teoria

Wymagania na egzamin poprawkowy z matematyki z zakresu klasy drugiej TECHNIKUM

PYTANIA TEORETYCZNE Z MATEMATYKI

ZADANIE 1 Ciag (a n ), gdzie n 1, jest rosnacym ciagiem geometrycznym. Wyznacz wartość największa 2xa 6 a 2 a 4 a 3 x 2 a 3 a 6. ZADANIE 2 ZADANIE 3

MATEMATYKA POZIOM PODSTAWOAWY Kryteria oceniania odpowiedzi. Arkusz A I. Strona 1 z 7

WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE OCENY Z MATEMATYKI DLA KL. 5

Przykładowy zestaw zadań nr 2 z matematyki Odpowiedzi i schemat punktowania poziom rozszerzony

Zadanie 1. W trapezie ABCD poprowadzono przekątne, które podzieliły go na cztery trójkąty. Mając dane pole S 1

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Matematyka Poziom podstawowy

Mechanika i Wytrzymałość Materiałów. Wykład nr 1 Wprowadzenie i podstawowe pojęcia. Rachunek wektorowy. Wypadkowa układu sił. Równowaga.

Wymagania na egzamin poprawkowy z matematyki w roku szkolnym 2018/2019 klasy 2 a BS i 2 b BS

Planimetria poziom podstawowy (opracowanie: Mirosława Gałdyś na bazie

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 1

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY DRUGIEJ LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO ZAKRES PODSTAWOWY

str 1 WYMAGANIA EDUKACYJNE ( ) - matematyka - poziom podstawowy Dariusz Drabczyk

Wymagania edukacyjne z matematyki dla kl. VI

Wymagania edukacyjne z matematyki w klasie trzeciej zasadniczej szkoły zawodowej

Geometria analityczna

ZAGADNIENIA PROGRAMOWE I WYMAGANIA EDUKACYJNE DO TESTU PRZYROSTU KOMPETENCJI Z MATEMATYKI DLA UCZNIA KLASY II

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI KLASA I GIMNAZJUM Małgorzata Janik

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE II A ROK SZKOLNY 2013/ ZAKRES PODSTAWOWY

I Liceum Ogólnokształcące w Warszawie

1. A 2. A 3. B 4. B 5. C 6. B 7. B 8. D 9. A 10. D 11. C 12. D 13. B 14. D 15. C 16. C 17. C 18. B 19. D 20. C 21. C 22. D 23. D 24. A 25.

Wymagania na poszczególne oceny w klasie I gimnazjum do programu nauczania MATEMATYKA NA CZASIE

WYMAGANIA na poszczególne oceny-klasa I Gimnazjum

ROZKŁAD MATERIAŁU DO II KLASY LICEUM (ZAKRES ROZSZERZONY) A WYMAGANIA PODSTAWY PROGRAMOWEJ.

Skrypt 23. Geometria analityczna. Opracowanie L7

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

Matematyka na czasie Przedmiotowe zasady oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych dla klasy 1

Wymagania na egzamin poprawkowy z matematyki w roku szkolnym 2018/2019 klasa 1 b BS

ROZKŁAD MATERIAŁU NAUCZANIA KLASA 2, ZAKRES PODSTAWOWY

9. Funkcje trygonometryczne. Elementy geometrii: twierdzenie

GEOMETRIA ELEMENTARNA

i = [ 0] j = [ 1] k = [ 0]

Wymagania na egzamin poprawkowy z matematyki w roku szkolnym 2017/2018 klasa pierwsza Branżowa Szkoła

OCENIANIE ARKUSZA POZIOM ROZSZERZONY

Propozycje rozwiązań zadań otwartych z próbnej matury rozszerzonej przygotowanej przez OPERON.

Twierdzenie Talesa. Adrian Łydka Bernadeta Tomasz. Teoria

Wymagania z wiedzy i umiejętności na poszczególne stopnie szkolne z matematyki w Zasadniczej Szkole Zawodowej nr 14

STANDARDY WYMAGAŃ W ZAKRESIE WIEDZY MATEMATYCZNEJ UCZNIA KLASY V W ROZBICIU NA OCENY

kartkówka czas 1. Zaznacz na kątomierzu punkt B, tak aby kąt AOB miał rozwartość 90.

Geometria analityczna - przykłady

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO OTRZYMANIA PRZEZ UCZNIA POSZCZEGÓLNYCH ŚRÓDROCZNYCH I ROCZNYCH OCEN KLASYFIKACYJNYCH Z MATEMATYKI

2) R stosuje w obliczeniach wzór na logarytm potęgi oraz wzór na zamianę podstawy logarytmu.

SZCZEGÓŁOWE WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY Z MATEMATYKI KLASA I 2015/2016

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY. (zakres podstawowy) klasa 2

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE I GIMNAZJUM

OCENIANIE ARKUSZA POZIOM ROZSZERZONY

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE II W PUBLICZNYM GIMNAZJUM NR 2 W ZESPOLE SZKÓŁ W RUDKACH

VII POWIATOWY KONKURS MATEMATYCZNY SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH W POGONI ZA INDEKSEM ZADANIA PRZYGOTOWAWCZE ROZWIĄZANIA I ODPOWIEDZI. rok szkolny 2016/2017

Wymagania edukacyjne z matematyki dla uczniów klasy VII szkoły podstawowej

Wymagania edukacyjne z matematyki dla klasy VII

Wymagania na poszczególne oceny szkolne z matematyki. dla uczniów klasy Ia i Ib. Gimnazjum im. Jana Pawła II w Mętowie. w roku szkolnym 2015/2016

MATEMATYKA KLASA II GIMNAZJUM - wymagania edukacyjne. DZIAŁ Potęgi

Egzamin ustny z matematyki semestr II Zakres wymaganych wiadomości i umiejętności

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne klasa 1

VIII Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY W KLASIE I GIMNAZJUM

WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE KLASA I GIMNAZJUM

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA KLASY II TECHNIKUM 5 - LETNIEGO

A,B M! v V ; A + v = B, (1.3) AB = v. (1.4)

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA- MATEMATYKA KLASA 6. Rok szkolny 2012/2013. Tamara Kostencka

Ruch jednostajnie zmienny prostoliniowy

Matematyka z kluczem. Szkoła podstawowa nr 18 w Sosnowcu. Przedmiotowe zasady oceniania klasa 7

Transkrypt:

Podstawy działań na wektorach - dodawanie Metody dodawania wektorów można podzielić na graficzne i analityczne (rachunkowe). 1. Graficzne (rysunkowe) dodawanie dwóch wektorów. Założenia: dane są dwa wektory i o znanych kierunkach, zwrotach i wartościach (nie są znane współrzędne obu wektorów). Tym samym jest określony kąt jaki tworzą ich kierunki - niech mniejszy z kątów pomiędzy nimi wynosi ( ). kierunki obu wektorów nie są do siebie równoległe ( ). Szukany jest wektor: Metoda równoległoboku Na wektorach i (łącząc ich początki) należy zbudować równoległobok. Wektor będący sumą wektorów i leży na przekątnej równoległoboku wychodzącego z wierzchołka, gdzie wektory i zostały połączone. Koniec (grot) utworzonego wektora znajduje się w nowoutworzonym wierzchołku równoległoboku. Jeżeli jest dana skala rysunku, to wartość wektora tego wektora przez daną skalę rysunku. można obliczyć, mnożąc zmierzoną linijką długość Metoda wieloboku sznurowego Do końca dowolnego z rozpatrywanych wektorów (dodawanie wektorów jest przemienne!), na przykład wektora doczepiamy początek wektora (zachowując kierunki, wartości i zwroty obu wektorów wyjściowych!). Aby otrzymać wektor ( ) należy połączyć początek pierwszego z wektorów ( ) z końcem wektora. Zwrot (grot) tak otrzymanego wektor znajduje się przy grocie ostatniego z "doklejonych" wektorów, w tym przypadku wektora. Podstawy działań na wektorach - dodawanie wektorów Strona 1

Uwaga: a. Metodą równoległoboku nie można dodawać wektorów równoległych do siebie. b. jeżeli dodajemy więcej niż dwa wektory, to do końca pierwszego (dowolnie wybranego) wektora doczepiamy początek kolejnego z wektorów, do końca tego wektora doczepiamy początek trzeciego itd.. Zawsze należy zachować kierunki, wartości (długości) i zwroty przenoszonych wektorów! Po zbudowaniu wieloboku sznurowego ( łamanej ), tzn. połączeniu w wyżej opisany sposób wszystkich dodawanych wektorów, należy połączyć strzałką (wektorem) początek rysunku (początek pierwszego z rysowanych wektorów) z końcem ostatniego z dodawanych wektorów. Zwrot (grot) tak otrzymanego wektora znajduje się przy grocie ostatniego z rysowanych wektorów. Metoda ta jest szczególnie użyteczna, jeżeli dodajemy (lub odejmujemy!) więcej niż dwa wektory o dowolnych kierunkach i zwrotach. Przykład dla trzech wektorów. W każdym z trzech pokazanych na rysunku przypadkach, kolejność dodawania wektorów była inna, ale każdy z otrzymanych wektorów, będący sumą wektorów wyjściowych ma (na każdym z rysunków) taką samą długość, kierunek i zwrot. Wynika stąd, że dodawanie wektorów jest przemienne! c. Metodę równoległoboku można wykorzystać przy znajdowaniu składowych wektora o zadanej wartości, kierunku i zwrocie, jeżeli znane są kierunki tych składowych. Niech dany będzie wektor oraz kierunki i, na których szukane są składowe tego wektora (rys. 1), tzn. takie wektory i, że zachodzi:. 1 1 2 2 rys. 1 rys. 2 Jeżeli wykreślony zostanie równoległobok, którego przekątną jest wektor (kierunki boków wyznaczają półproste i ), to wyznaczone boki równoległoboku (wychodzące z początku wektora ) zawierają szukane wektory składowe i. Mierząc długości obu wektorów i znając skalę rysunku, można wyznaczyć wartość obu składowych. Na rysunku nr 2 widać wyraźnie, że wartość składowej jest większa niż wartość wektora wyjściowego! (nie jest to regułą!). Podstawy działań na wektorach - dodawanie wektorów Strona 2

2. Analityczne (rachunkowe) dodawanie dwóch wektorów. Założenie: dane są dwa wektory i o dowolnych znanych kierunkach, zwrotach i wartościach (nie są znane współrzędne obu wektorów). Tym samym jest określony kąt jaki tworzą ich kierunki - niech mniejszy z kątów pomiędzy nimi wynosi ( ) Szukaną wartość wektora można znaleźć z zależności: [1] Uwaga: a. z wzoru [1] można obliczyć wartość wektora, natomiast nie wynika z niego zwrot, kierunek i punkt przyłożenia tego wektora. b. Konieczna jest znajomość wartości funkcji cosinus dla danego kąta. Przykłady dla szczególnych przypadków: (cos0 = 1) wektory mają taki sam kierunek i zwrot Z [1]: z wzoru skróconego mnożenia Wniosek: wartość sumy dwóch wektorów o takich samych kierunkach i zwrotach jest równa sumie wartości obu wektorów. Metodą graficzną: (cos180 = 1) wektory mają taki sam kierunek i przeciwny zwrot Z [1]: z wzoru skróconego mnożenia Wniosek: wartość sumy dwóch wektorów o takich samych kierunkach i przeciwnych zwrotach jest równa wartości bezwzględnej z różnicy wartości obu wektorów składowych. Metodą graficzną: Podstawy działań na wektorach - dodawanie wektorów Strona 3

(cos90 = 0) wektory mają kierunki wzajemnie prostopadłe Z [1]: Wniosek: wartość sumy dwóch wektorów o kierunkach wzajemnie prostopadłych jest równa pierwiastkowi kwadratowemu z sumy kwadratów wartości obu wektorów (jak długość przeciwprostokątnej w trójkącie prostokątnym - co wynika z twierdzenia Pitagorasa). Metodą graficzną: lub metoda wieloboku sznurowego metoda równoległoboku Założenie: 3. Analityczne (rachunkowe) dodawanie wektorów o znanych współrzędnych. danych jest dwuwymiarowych wektorów o znanych współrzędnych Problem: jak obliczyć wartość wektora będącego sumą wektorów? Aby wyznaczyć wartość wektora wystarczy wyznaczyć wartości jego współrzędnych i, po czym skorzystać z zależności: jest sumą odpowiednich współrzędnych wektorów skła- Można wykazać, że każda ze współrzędnych wektora dowych, tzn.: [2a] [2b] Uwaga: analogicznie postępuje się w przypadku wektora trójwymiarowego: [2c] Podstawy działań na wektorach - dodawanie wektorów Strona 4

Przykład. W dwuwymiarowym układzie współrzędnych dane są cztery wektory:. 10 5 1-10 -5-1 1 5 10 X -5 a. Oblicz współrzędne każdego z wektorów. b. Zapisz każdy z wektorów wykorzystując wersory osi. c. Oblicz długość (wartość) każdego z wektorów. Podstawy działań na wektorach - dodawanie wektorów Strona 5

d. Oblicz analitycznie współrzędne wektora będącego sumą tych wektorów. e. Oblicz analitycznie wartość wektora. f. Oblicz graficznie wartość sumy tych wektorów (metoda wieloboku sznurowego). Ponieważ przesunięcie równoległe nie zmienia wartości współrzędnych wektora, to graficzne "sklejanie" wektorów metodą wieloboku sznurowego można zacząć od dowolnego punktu na układzie współrzędnych. Na przykład od punktu. Dodatkowo dodawanie wektorów jest przemienne, tzn. można je dodawać w dowolnej kolejności. Na przykład: 10 5 1-10 -5-1 1 5 10 X -5 Zgodnie z zasadą wieloboku sznurowego, przesuwamy równolegle do wybranego punktu (w tym przypadku o współrzędnych ) początek pierwszego z wybranych wektorów (tzn. ). Do grotu tego wektora doczepiamy początek kolejnego z dodawanych wektorów przesuwając go równolegle (tzn. ). Do grotu wektora doczepiamy (po równoległym przesunięciu) początek następnego z dodawanych wektorów, tzn.. Ostatnim z dodawanych wektorów jest wektor. Tak jak poprzednio przesuwamy go równolegle, tak by jego początek znalazł się przy grocie poprzednio dodanego wektora (tzn. ). Na koniec łączymy punkt startowy, tzn. z grotem ostatniego z dodawanych wektorów (tzn. ), jest to poszukiwany wektor. Grot tak otrzymanego wektora znajduje się zawsze przy grocie ostatniego z dodawanych wektorów. W rozpatrywanym przypadku jest to punkt o współrzędnych. Wartość wektora można odczytać mierząc jego długość linijką i przeliczając według długości jednostki miary na osi. W tym przypadku jego długość wynosi, natomiast skala rysunku:. Stąd: Długość wektora także obliczyć jako długość odcinka łączącego punkt startowy z punktem końcowym. Jak widać z rysunku, współrzędne poszukiwanego wektora mają takie same wartości, jak otrzymane metodą analityczną: Podstawy działań na wektorach - dodawanie wektorów Strona 6

Uwagi i wnioski: a. Metody graficzne są użyteczne przy dodawaniu więcej niż dwóch wektorów, jeżeli znamy kierunki, zwroty i wartości wektorów dodawanych, natomiast nie znamy wartości ich składowych (w wybranym układzie odniesienia). b. Wynik otrzymany metodami graficznymi jest zazwyczaj przybliżony, z uwagi na niedokładności związane z rysowaniem wektorów wyjściowych i ich przesuwaniem równoległym. c. Metodę równoległoboku można stosować do znajdowania sumy wektorów, które na żadnym etapie konstrukcji nie mają kierunków równoległych. d. Metoda równoległoboku jest użyteczna przy znajdowaniu składowych wektora na zadanych kierunkach (nierównoległych). e. Ogólną metodą znajdowania sumy dowolnych wektorów jest metoda równoległoboku sznurowego. Jeżeli punkt końcowy konstrukcji jest tożsamy z punktem początkowym, to wartość sumy tych wektorów wynosi zero. Grot wektora wypadkowego jest położony zawsze przy grocie ostatniego z dodawanych wektorów. f. Wartość wektora o znanych składowych jest równa pierwiastkowi kwadratowemu z sumy kwadratów jego składowych. g. Dodawanie wektorów (tak jak i skalarów) jest przemienne. h. Jeżeli dodajemy wektory o znanych składowych, to każda ze składowych wektora wypadkowego jest równa sumie odpowiednich składowych wektorów wyjściowych. Podstawy działań na wektorach - dodawanie wektorów Strona 7