66
Matematika 1 Katedra za matematiku, FSB Zagreb, 2012 Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 1 / 55

Matematika 1 Beamer CH 01

Embed Size (px)

DESCRIPTION

čč

Citation preview

  • Matematika 1

    Katedra za matematiku, FSB

    Zagreb, 2012Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 1 / 55

  • Sadrzaj

    Sadrzaj:

    1 Vektorska algebraVektori-uvodZbrajanje vektoraSuprotni vektor i oduzimanje vektoraMnozenje vektora brojem

    2 Razlaganje vektora

    3 Vektori u geometrijiVektori i tockePravac AB i duzina ABRavnina ABC i trokut 4ABC

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 2 / 55

  • Vektorska algebra Vektori-uvod

    Skalarna velicina-velicina odredena iznosom.-npr. skalarne velicine su masa, temperatura,. . .

    Vektorska velicina-velicina odredena iznosom i smjerom.-npr. vektorske velicine su pomak, brzina,sila. . .

    Sa slike desno zakljucujemo~a = ~b jer imaju isti iznos ismjer.|a | = |c | ali a 6= c jer suim smjerovi razliciti.

    ~a ~b

    ~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 3 / 55

  • Vektorska algebra Vektori-uvod

    Skalarna velicina-velicina odredena iznosom.-npr. skalarne velicine su masa, temperatura,. . .

    Vektorska velicina-velicina odredena iznosom i smjerom.-npr. vektorske velicine su pomak, brzina,sila. . .

    Sa slike desno zakljucujemo~a = ~b jer imaju isti iznos ismjer.|a | = |c | ali a 6= c jer suim smjerovi razliciti.

    ~a ~b

    ~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 3 / 55

  • Vektorska algebra Vektori-uvod

    Zadatak 1.

    Koje su od sjedecih tvrdnjiistinite:

    (1) a i ~d imaju isti smjer(2) |a |> |e |(3) |b |= |c |(4) e =~d

    ~a

    ~b

    ~c

    ~d

    ~e

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 4 / 55

  • Vektorska algebra Zbrajanje vektora

    Zbrajanje vektora

    ~a+~b

    ~a

    ~b

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 5 / 55

  • Vektorska algebra Zbrajanje vektora

    Zbrajanje vektora je asocijativno:

    (a +b )+c =a +(b +c )

    ~a+~b+

    ~c

    ~a

    ~b

    ~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 6 / 55

  • Vektorska algebra Zbrajanje vektora

    Zbrajanje vektora je asocijativno:

    a +b +c = (a +b )+c

    ~a+~b+

    ~c

    ~a

    ~b

    ~c

    ~a +~b

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 7 / 55

  • Vektorska algebra Zbrajanje vektora

    Zbrajanje vektora je asocijativno:

    a +b +c =a +(b +c )

    ~a+~b+

    ~c

    ~a

    ~b

    ~c

    ~ b+~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 8 / 55

  • Vektorska algebra Zbrajanje vektora

    Zbrajanje vektora je komutativno:

    a +b =b +a

    ~a +~b

    ~a

    ~b~b

    ~a

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 9 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    Suprotni vektor

    ~a

    ~a

    |a |= |a | ali su to vektori suprotnog smjeraa b :=a +(b )

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 10 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    Nul-vektor

    Zbroj vektora i njemu suprotnog vektora je nul-vektor, u oznaci0 .

    a +(a ) =0

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 11 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    Oduzimanje vektora

    Oduzimanje vektora je definirano na sljedeci nacin:

    a b :=a +(b )

    ~a~b

    ~a

    ~b~b

    ~a

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 12 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    PRAVILO PARALELOGRAMA

    ~a~b

    ~a+~b

    ~a

    ~b

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 13 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    Zadatak 2.

    (a)

    ~a

    ~b(b)

    ~a

    ~b

    Precrtajte vektore i skicirajte vektore:(i) a +b (ii) a b (iii) b a

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 14 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    Rjesenje:(a)

    (i)

    ~a

    ~b~b

    ~a +~b

    (ii)

    ~a

    ~b ~a~b

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 15 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    (iii)

    ~a

    ~b

    ~b~a

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 16 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    (b)(i)

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 17 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    (ii)~a

    ~b

    ~b

    ~a ~b(iii)

    ~a

    ~b

    ~b

    ~b~a

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 18 / 55

  • Vektorska algebra Suprotni vektor i oduzimanje vektora

    Zadatak 3.

    ~a

    ~b

    ~c Precrtajte vektore i skicirajtevektore:(i) a +b(ii) a +b c(iii) a b c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 19 / 55

  • Vektorska algebra Mnozenje vektora brojem

    Mnozenje vektora brojem

    ~a

    k~a

    k > 0

    k < 0

    k~a

    |ka |= |k ||a |

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 20 / 55

  • Vektorska algebra Mnozenje vektora brojem

    Mnozenje vektora brojem

    Vektori a i ka su kolinearni.Npr.

    ~a

    3~a

    12~a2~a~a

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 21 / 55

  • Vektorska algebra Mnozenje vektora brojem

    Distributivnost

    Distributivnost: k(a +b ) = ka +kb

    ~a k~a

    ~b

    k~b

    ~a+~b

    k(~a+

    ~b)

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 22 / 55

  • Vektorska algebra Mnozenje vektora brojem

    Distributivnost

    Distributivnost: k(a +b ) = ka +kb

    ~a k~a

    ~b

    k~b

    ~a+~b

    k(~a+

    ~b)

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 22 / 55

  • Vektorska algebra Mnozenje vektora brojem

    Zadatak 4.

    Zadan je vektor a na slici.Skicirajte vektore

    2a , 3a , 0.5a , 1.2a ~a

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 23 / 55

  • Vektorska algebra Mnozenje vektora brojem

    Zadatak 5.

    Zadani su vektori a i b na slici.Skicirajte vektore

    2a 3b ,12a +b ,

    a 32b .

    ~a

    ~b

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 24 / 55

  • Razlaganje vektora

    Razlaganje vektora

    Ako razlozimo vektor c sa slike pomocu vektora a i b

    ~c0.7~b

    ~b

    ~a 1.5~a

    onda je c = 0.7a +1.5b .

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 25 / 55

  • Razlaganje vektora

    Razlaganje vektora

    Ako razlozimo vektor c sa slike pomocu vektora a i b

    ~c0.7~b

    ~b

    ~a 1.5~a

    onda je c = 0.7a +1.5b .

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 25 / 55

  • Razlaganje vektora

    Opcenito c = t1a + t2b

    t1, t2 su realni brojevi.

    Primjer 1.

    Razlozite vektor c sa slikepomocu vektora a i b

    ~a

    ~b

    ~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 26 / 55

  • Razlaganje vektora

    Opcenito c = t1a + t2b

    t1, t2 su realni brojevi.

    Primjer 1.

    Razlozite vektor c sa slikepomocu vektora a i b

    ~a

    ~b

    ~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 26 / 55

  • Razlaganje vektora

    Rjesenje :

    ~a

    ~b

    ~c2~b

    0.8~a

    c = 0.8a 2b .

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 27 / 55

  • Razlaganje vektora

    Zadatak 6.

    Zadani su vektori a , b i c . Razlozite vektor c u smjeru vektoraa i b (otprilike sa slike napravite razlaganje):(a)

    ~a

    ~b

    ~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 28 / 55

  • Razlaganje vektora

    (b)

    ~a

    ~b

    ~c(c)

    ~a

    ~b

    ~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 29 / 55

  • Razlaganje vektora

    (c)

    ~a

    ~b

    ~c

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 30 / 55

  • Razlaganje vektora

    Primjer 2.Srednjica je 1/2 osnovice i s njom je paralelna.

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 31 / 55

  • Razlaganje vektora

    Vektorski dokaz :

    ~a ~b

    ~a~b

    12~a 1

    2~b

    12~a 1

    2~b

    12a 12

    b = 12(

    a b ).

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 32 / 55

  • Razlaganje vektora

    Primjer 3.Polovista stranica bilo kojeg cetverokuta cine paralelogram.

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 33 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Vektori i tocke

    A

    B

    AB

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 34 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Vektori i tocke

    A

    B

    C

    D

    AB+

    BC+

    CD =

    AD

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 35 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Vektori i tocke

    A

    B

    C

    D

    AB+

    BC+

    CD =

    AD

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 35 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Vektori i tocke

    A

    B

    C

    D

    AB+

    BC+

    CD =

    AD

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 35 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Vektori i tocke

    A

    B

    C

    D

    E

    AB+

    BC+

    CD+

    DE +

    EA=

    =AA=

    0 (nulvektor)

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 36 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Radijvektori s ishodistem O

    A

    B

    C

    OrA = OArB = OB

    rC = OC

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 37 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Radijvektori s ishodistem O

    Bilo koji vektorAB moze se izraziti preko radijvektora:

    O

    B

    A

    OB =

    OA+

    AB

    AB =OBOAAB =rB rA

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 38 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Zadatak 7.

    Zadane su tocke A, B, C, D.Ucrtaj radijvektore rA , rB ,rC , rD . Pomocu njih izrazi vek-tore(a)AB,

    BA,

    AC,

    BC,

    CD

    (b) 2ABCD, 12

    BC+ 13

    AB

    BC+

    CD,

    AB+

    BC+

    CA.

    A

    B

    C

    D

    O

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 39 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    Rjesenje :

    A

    B

    C

    D

    O

    rA

    rBrC

    rD

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 40 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    (a)

    AB =rB rABA=rA rBAC =rC rABC =rC rBCD =rD rC

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 41 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    (b)

    2ABCD = 2(rB rA) (rD rC)

    = 2rB 2rA rD +rC

    12BC+

    13AB =

    12(rC rB )+ 13(

    rB rA)

    =12rC 16

    rB 13rA

    BC+

    CD =rC rB +rD rC

    =rD rB =

    BD

    AB+

    BC+

    CA=rB rA +rC rB +rA rC =

    0

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 42 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    (b)

    2ABCD = 2(rB rA) (rD rC)

    = 2rB 2rA rD +rC12BC+

    13AB =

    12(rC rB )+ 13(

    rB rA)

    =12rC 16

    rB 13rA

    BC+

    CD =rC rB +rD rC

    =rD rB =

    BD

    AB+

    BC+

    CA=rB rA +rC rB +rA rC =

    0

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 42 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    (b)

    2ABCD = 2(rB rA) (rD rC)

    = 2rB 2rA rD +rC12BC+

    13AB =

    12(rC rB )+ 13(

    rB rA)

    =12rC 16

    rB 13rA

    BC+

    CD =rC rB +rD rC

    =rD rB =

    BD

    AB+

    BC+

    CA=rB rA +rC rB +rA rC =

    0

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 42 / 55

  • Vektori u geometriji Vektori i tocke

    (b)

    2ABCD = 2(rB rA) (rD rC)

    = 2rB 2rA rD +rC12BC+

    13AB =

    12(rC rB )+ 13(

    rB rA)

    =12rC 16

    rB 13rA

    BC+

    CD =rC rB +rD rC

    =rD rB =

    BD

    AB+

    BC+

    CA=rB rA +rC rB +rA rC =

    0

    Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 27. rujna 2013. 42 / 55

  • Vektori u geometriji Pravac AB i duzina AB

    Pravac AB i duzina AB

    O

    A

    B

    0