1.2. NORMA A SKALÁRNÍ SOUČIN

Podobné dokumenty
1. ZÁKLADY VEKTOROVÉ ALGEBRY 1.1. VEKTOROVÝ PROSTOR A JEHO BÁZE

1.3. ORTOGONÁLNÍ A ORTONORMÁLNÍ BÁZE

2.4. INVERZNÍ MATICE

6. ČÍSELNÉ POSLOUPNOSTI A ŘADY 6.1. ČÍSELNÉ POSLOUPNOSTI

1.3. POLYNOMY. V této kapitole se dozvíte:

1.2. MOCNINA A ODMOCNINA

5.5. KOMPLEXNÍ ODMOCNINA A ŘEŠENÍ KVADRATICKÝCH A BINOMICKÝCH ROVNIC

Kapitola 4 Euklidovské prostory

Komplexní čísla. Definice komplexních čísel

12. N á h o d n ý v ý b ě r

6.2. ČÍSELNÉ ŘADY. V této kapitole se dozvíte:

1.4. VEKTOROVÝ SOUČIN

3.2. ANALYTICKÁ GEOMETRIE ROVINY

1.1. Definice Reálným vektorovým prostorem nazýváme množinu V, pro jejíž prvky jsou definovány operace sčítání + :V V V a násobení skalárem : R V V

Funkce. RNDr. Yvetta Bartáková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Kapitola 5 - Matice (nad tělesem)

3. ÚVOD DO ANALYTICKÉ GEOMETRIE 3.1. ANALYTICKÁ GEOMETRIE PŘÍMKY

6. Posloupnosti a jejich limity, řady

11. přednáška 16. prosince Úvod do komplexní analýzy.

n=1 ( Re an ) 2 + ( Im a n ) 2 = 0 Im a n = Im a a n definujeme předpisem: n=1 N a n = a 1 + a a N. n=1

Správnost vztahu plyne z věty o rovnosti úhlů s rameny na sebe kolmými (obr. 13).

1 POPISNÁ STATISTIKA V PROGRAMU MS EXCEL

Petr Šedivý Šedivá matematika

Matematika I, část II

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

Spojitost a limita funkcí jedné reálné proměnné

2.2. SČÍTÁNÍ A NÁSOBENÍ MATIC

Matematika 1. Katedra matematiky, Fakulta stavební ČVUT v Praze. středa 10-11:40 posluchárna D / 13. Posloupnosti

1. Číselné obory, dělitelnost, výrazy

Matice. nazýváme m.n reálných čísel a. , sestavených do m řádků a n sloupců ve tvaru... a1

z možností, jak tuto veličinu charakterizovat, je určit součet

I. Exponenciální funkce Definice: Pro komplexní hodnoty z definujeme exponenciální funkci předpisem. z k k!. ( ) e z = k=0

Abstrakt. Co jsou to komplexní čísla? K čemu se používají? Dá se s nimi dělat

3. Lineární diferenciální rovnice úvod do teorie

MATEMATICKÁ INDUKCE. 1. Princip matematické indukce

3.6. ANALYTICKÁ GEOMETRIE PARABOLY

Budeme pokračovat v nahrazování funkce f(x) v okolí bodu a polynomy, tj. hledat vhodné konstanty c n tak, aby bylo pro malá x a. = f (a), f(x) f(a)

Matematická analýza I

POLYNOM. 1) Základní pojmy. Polynomem stupně n nazveme funkci tvaru. a se nazývají koeficienty polynomu. 0, n N. Čísla. kde

DERIVACE FUNKCÍ JEDNÉ REÁLNÉ PROM

PŘÍKLAD NA PRŮMĚRNÝ INDEX ŘETĚZOVÝ NEBOLI GEOMETRICKÝ PRŮMĚR

2.6. VLASTNÍ ČÍSLA A VEKTORY MATIC

6 Intervalové odhady. spočteme aritmetický průměr, pak tyto průměry se budou chovat jako by pocházely z normálního. nekonečna.

je konvergentní, právě když existuje číslo a R tak, že pro všechna přirozená <. Číslu a říkáme limita posloupnosti ( ) n n 1 n n n

Komplexní čísla, komplexně sdružená čísla, opačná komplexní čísla, absolutní hodnota (modul) komplexního čísla. z 2 z 1

1. K o m b i n a t o r i k a

Matematika NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY BŘEZNA 2018

Zkoušková písemná práce č. 1 z předmětu 01MAB3

8.2.1 Aritmetická posloupnost

8.2.1 Aritmetická posloupnost I

Derivace součinu a podílu

5 Křivkové a plošné integrály

DISKRÉTNÍ MATEMATIKA PRO INFORMATIKY

Cvičení 6.: Bodové a intervalové odhady střední hodnoty, rozptylu a koeficientu korelace, test hypotézy o střední hodnotě při známém rozptylu

3.3. ANALYTICKÁ GEOMETRIE KRUŽNICE A KOULE

Matematika NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY DUBNA 2018

je konvergentní, právě když existuje číslo a R tak, že pro všechna přirozená <. Číslu a říkáme limita posloupnosti ( ) n n 1 n n n

Seznámíte se s pojmem Riemannova integrálu funkce jedné proměnné a geometrickým významem tohoto integrálu.

Matematika 1. Ivana Pultarová Katedra matematiky, Fakulta stavební ČVUT v Praze. středa 10-11:40 posluchárna D Posloupnosti

6. FUNKCE A POSLOUPNOSTI

IAJCE Přednáška č. 12

10.3 GEOMERTICKÝ PRŮMĚR

Přednáška 7, 14. listopadu 2014

FUNKCÍ JEDNÉ REÁLNÉ PROMĚNNÉ PRVNÍ DIFERENCIÁL

Základní požadavky a pravidla měření

1.8.1 Mnohočleny, sčítání a odčítání mnohočlenů

a logaritmickou funkci a goniometrické funkce. 6.1 Násobení řad. Podívejme se neprve na násobení mnohočlenů x = x x n a y = y y n.

Náhodný výběr 1. Náhodný výběr

( + ) ( ) ( ) ( ) ( ) Derivace elementárních funkcí II. Předpoklady: Př. 1: Urči derivaci funkce y = x ; n N.

Cvičení 3 - teorie. Teorie pravděpodobnosti vychází ze studia náhodných pokusů.

2. Náhodná veličina. je konečná nebo spočetná množina;

1 Základy Z-transformace. pro aplikace v oblasti

Matematika I. Název studijního programu. RNDr. Jaroslav Krieg České Budějovice

Matematika NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY ÚNORA 2019

MATICOVÉ HRY MATICOVÝCH HER

Zimní semestr akademického roku 2015/ listopadu 2015

Při sledování a studiu vlastností náhodných výsledků poznáme charakter. podmínek různé výsledky. Ty odpovídají hodnotám jednotlivých realizací

k(k + 1) = A k + B. s n = n 1 n + 1 = = 3. = ln 2 + ln. 2 + ln

f x a x DSM2 Cv 9 Vytvořující funkce Vytvořující funkcí nekonečné posloupnosti a0, a1,, a n , reálných čísel míníme formální nekonečnou řadu ( )

8 DALŠÍ SPOJITÁ ROZDĚLENÍ PRAVDĚPODOBNOSTI

O Jensenově nerovnosti

Matematika přehled vzorců pro maturanty (zpracoval T. Jánský) Úpravy výrazů. Binomická věta

Odhady parametrů 1. Odhady parametrů

Iterační výpočty projekt č. 2

8.1.3 Rekurentní zadání posloupnosti I

Užití binomické věty

6 Skalární součin. u v = (u 1 v 1 ) 2 +(u 2 v 2 ) 2 +(u 3 v 3 ) 2

jako konstanta nula. Obsahem centrálních limitních vět je tvrzení, že distribuční funkce i=1 X i konvergují za určitých

Obsah. 1 Mocninné řady Definice a vlastnosti mocninných řad Rozvoj funkce do mocninné řady Aplikace mocninných řad...

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

množina všech reálných čísel

8. Odhady parametrů rozdělení pravděpodobnosti

MATEMATIKA PŘÍKLADY K PŘÍJÍMACÍM ZKOUŠKÁM BAKALÁŘSKÉ STUDIUM MGR. RADMILA STOKLASOVÁ, PH.D.

Cvičení 6.: Výpočet střední hodnoty a rozptylu, bodové a intervalové odhady střední hodnoty a rozptylu

n=0 a n, n=0 a n = ±. n=0 n=0 a n diverguje k ±, a píšeme n=0 n=0 b n = t. Pak je konvergentní i řada n=0 (a n + b n ) = s + t. n=0 k a n a platí n=0

Deskriptivní statistika 1

GEOMETRIE I. Pavel Burda

1. Přirozená topologie v R n

U klasifikace podle minimální vzdálenosti je nutno zvolit:

je číselná posloupnost. Pro všechna n položme s n = ak. Posloupnost

Transkript:

2 NORMA A SKALÁRNÍ SOUČIN V této kapitole se dozvíte: axiomatickou defiici ormy vektoru; co je to ormováí vektoru a jak vypadá Euklidovská orma; axiomatickou defiici skalárího (také vitřího) součiu vektorů; jak vypadá skalárí souči geometrických eo fyzikálích vektorů; oecou defiici průmětu a projekce vektoru do jiého vektoru Klíčová slova této kapitoly: orma vektoru, ormováí vektoru, Euklidovská orma, skalárí (vitří) souči, průmět a projekce vektoru Čas potřeý k prostudováí učiva kapitoly:,25 +,5 hodiy (teorie + řešeí příkladů)

Norma vektoru Defiice Normou (velikostí, délkou, modulem) vektoru rozumíme reálou fukci x a vektorovém prostoru V, platí-li pro liovolé dva vektory x, y z V a liovolý skalár k: a) x (pozitivost); ) x + y x + y (trojúhelíková erovost); c) kx = k x (homogeita); d) x = x= (pozitiví defiitost) Pozámka a) Někdy se orma začí podoě jako asolutí hodota, tj x V tomto případě se většiou používá ázev velikost eo délka vektoru Ve fyzice a geometrii je také používáa kovece, že se velikost (orma) vektoru ozačuje pouhým jméem vektoru ez dalších úprav (tz etučě, resp ez šipky ad vektorem) Např x ozačuje velikost vektoru x (eo x ) apod d x, y vektorů x, y z V takto: ) Každá orma idukuje tzv metriku, tj reálou fukci ( ) d (, ) x y x y Metrika je zoecěím geometrického pojmu vzdáleosti dvou odů (daých jejich polohovými vektory) a liovolý vektorový prostor V Ukázkový příklad Typickým příkladem ormy je tzv Euklidovská orma, defiovaá v součtu druhých moci souřadic vektoru: 2 2 2 ( x x x ) x x x,,, = + + + 2 2 Čteář si může sado dokázat, že splňuje potřeé axiomy Normováí vektorů R jako odmocia ze Někdy chceme pracovat pouze s vektory určité délky (ejčastěji jedotkovými) Úpravu ormy vektoru a požadovaou hodotu azýváme ormováím vektoru Věta Normováí liovolého eulového vektoru k jedé zajistíme vyděleím jeho ormou (jedotkové vektory zpravidla ozačujeme dolím idexem ): x = x x Důkaz Z homogeity a pozitivosti ormy sado plye: x x x = = x = = x x x Skalárí souči

Defiice Skalárím (vitřím) součiem azveme fukci, která dvojici vektorů x, y z V přiřazuje skalár ozačeý x y tak, že pro každé x, y, z z V a každý skalár k platí: a) ( x + y) z = ( x z) + ( y z ) (aditivost) ) ( kx) y = k( x y ) (homogeita) c) x y = y x (symetrie, komutativost) d) xx > pro x (pozitiví defiitost) Jedoduchým důsledkem uvedeých axiomů je dále: x y + z = x y + xz e) ( ) ( ) ( ) f) x ( ky) = k( x y ) g) x = x = Pozámka a) Tato defiice platí přesě pouze pro vektorový prostor ad tělesem reálých čísel; v případě komplexích čísel aývá axiom ) tvaru x y = y x a důsledek f) tvaru ( k ) k ( ) x y = x y, kde pruh začí komplexí sdružeí ) Dá se dokázat, že reálá fukce x = x x, defiovaá a V, splňuje axiomy ormy, tak jak yly uvedey výše Ukazuje se tedy, že je-li vektorový prostor vyave skalárím součiem, je v ěm možo takto přirozeě zavést také ormu (a tudíž i metriku) V dalším textu teto vztah mezi skalárím součiem a ormou předpokládáme Ukázkový příklad 2 Nejzámějším příkladem vektorového prostoru se skalárím součiem je 2- eo - dimezioálí prostor geometrických, příp fyzikálích vektorů, ve kterém je skalárí souči vektorů a, defiová jako souči velikostí těchto vektorů a kosiu úhlu, který svírají: a = a cosγ Z geometrického ázoru se dá sado ukázat, že uvedeá fukce opravdu splňuje axiomy skalárího součiu Normy vektorů a, v uvedeém vzorci jsou ormy idukovaé uvedeým skalárím součiem, platí totiž: aa = a a cos = a = a = a Průmět a projekce vektoru 2 Defiice Průmětem vektoru a do vektoru azýváme vektor ( a ), kde je jedotkový vektor ve směru vektoru Číslo a = a azýváme projekcí vektoru a do vektoru Pozámka a) V případě geometrických eo fyzikálích vektorů v 2- a -dimezioálím prostoru se dá projekce vektoru a do vektoru vyjádřit ve tvaru a = a cosγ, kde γ je úhel mezi vektory a, ; jedá se tedy o skutečou pravoúhlou projekci ) Je zřejmé, že projekce je až a případé zaméko rova ormě (velikosti) průmětu

Shrutí kapitoly: Normou vektoru rozumíme v axiomatickém pojetí liovolou reálou fukci a vektorovém prostoru, splňující čtyři daé axiomy Nejpoužívaější ormou v R je tzv Eukleidovská orma 2 2 2 ( x, x2,, x) = x + x2 + + x Normováím rozumíme úpravu ormy vektoru a požadovaou hodotu Normováí liovolého eulového vektoru k jedé provedeme sado vyděleím vektoru jeho ormou Skalárí (také vitří) souči vektorů defiujeme axiomaticky jako reálou (oecěji komplexí) fukci, která každým dvěma vektorům přiřazuje ějakou reálou (oecěji komplexí) hodotu a která splňuje čtyři určité axiomy Nejzámější je skalárí souči geometrických eo fyzikálích vektorů a = a cosγ Skalárí souči přirozeým způsoem idukuje ormu podle vztahu x = x x Pomocí skalárího součiu lze oecě defiovat pojmy průmět a projekce vektoru do jiého vektoru V případě geometrických eo fyzikálích vektorů se skutečě jedá o pravoúhlé průměty, u astraktějších vektorů tyto pojmy ztrácejí svůj ezprostředí geometrický výzam, ale i zde geometrická termiologie usadňuje porozuměí Otázky: Jak je axiomaticky defiováa orma vektorového prostoru? Zoecěím jakého pojmu je takto defiovaá veličia? Uveďte vzorec pro výpočet Euklidovské ormy Podejte přesou axiomatickou defiici skalárího součiu včetě tří základích důsledků Čím asi yla uvedeá defiice ispirováa? Napište vzorec pro skalárí souči geometrických, případě fyzikálích vektorů Defiujte průmět a projekci vektoru do jiého vektoru Jaký je vztah mezi těmito pojmy? Jak kokrétě vypadá průmět a projekce v 2- eo -dimezioálím prostoru geometrických eo fyzikálích vektorů? Příklad : Vypočtěte Euklidovskou ormu (velikost) vektoru a ormujte vektor k jedé: a) x = (, 2), ) x = (,8,) ; c) = (, 4) x

Příklad 2: Určete skalárí souči geometrických vektorů a,, o kterých víte, že: a) a = 2, = ) a = 6, =, ( a, ) = c) a = 7, = 2, a, a a mají stejý směr a opačou orietaci; Příklad : Určete projekci geometrického vektoru a do geometrického vektoru, platí-li: a) a =, = ) a = 4, = 2,, ( a) = 6, 2, ( a) = c) a = 9, =, a Řešeí příkladů: a) = 5 x, 2 ; ) = 74 5 x, = ( ) (, 4 ) x = 5 5 2a) ; 2) 2 ; 2c) a) a = 2 ; ) a = 2; c) a = Další zdroje: x ; c) x = 5, 74 x, = (,8,) POLÁK, J Přehled středoškolské matematiky 6 vyd Praha: Prometheus, 997 2 POLÁK, J Středoškolská matematika v úlohách I vyd Praha: Prometheus, 996 POLÁK, J Středoškolská matematika v úlohách II vyd Praha: Prometheus, 996 4 REKTORYS, K a spol Přehled užité matematiky 6 přepr vyd Praha: Prometheus, 995 ZÁVĚR: [Tady klepěte a pište]