Addition von Vektoren

 

Bei einer Addition von zwei oder mehreren Vektoren erhält man als Ergebnis immer einen neuen Vektor. Es gibt verschiedene Methoden, um Vektoren zu summieren: z.B. mithilfe algebraischer Rechenoperationen oder mithilfe der analytischen Geometrie.

 

Die algebraische Methode ist auch als direkte Methode bekannt.

In der analytischen Geometrie werden vor allem diese drei Methoden bei der Addition von Vektoren verwendet: 1. die Polygonmethode für die Addition von mehr als zwei Vektoren, 2. die Dreiecksmethode für den speziellen Fall, dass nur zwei Vektoren summiert werden und 3. die Parallellogrammmethode, um ebenso zwei Vektoren zu addieren.

 

Algebraische Mathode

 

1 Direkte Methode

 

Um zwei oder mehrere Vektoren zu summieren, werden ihre jeweiligen Komponenten addiert.

 

Wenn zwei Vektoren summiert werden sollen, funktioniert das auf folgende Weise:

\vec u = (u_{1}, u_{2})

\vec v = (v_{1}, v_{2})

\vec u + \vec v= (u_{1}+v_{1}, u_{2}+u_{2})

Beispiel

 

\vec u = (-2, 5)

\vec v = (3, -1)

\vec u+\vec v = (-2+3, 5-1)=(1,4)

 

Methoden der analytischen Geometrie

 

1 Dreiecksmethode

dreiecksmethode grafik
Addition mit der Dreiecksmethode

 

Um zwei freie Vektoren \vec u  und \vec v   zu summieren, werden zwei Vektoren als Repräsentanten so gewählt, dass das strong>Ende des einen mit dem strong>Startpunkt des anderen Vektors zusammenfällt.

 

2 Parallellogrammmethode

 

parallellogrammmethode grafik
Addition mit der Parallellogrammmethode

 

Es werden zwei Vektoren gleichen Ursprungs repräsentativ verwendet. Zu ihnen werden parallele Geraden gezogen, wodurch man ein Parallellogramm erhält, dessen Diagonale mit der Summe der Vektoren übereinstimmt.

 

3 Polygonmethode

 

polygonmethode grafik
Addition mit der Polygonmethode

Die Polygonmethode wird verwendet, wenn mehr als zwei Vektoren summiert werden sollen. Dabei wird ein Vektor an einen anderen so angeschlossen, dass das Ende des einen mit dem Ursprung des anderen übereinstimmt, usw., bis alle Vektoren angeordnet sind. Als Ergebnis erhält man einen Vektor, der das Polygon schließt, also der, der vom Ursprung des ersten Vektors zum Endpunkt des letzten verläuft.

 

Bei der Subtraktion von zwei oder mehreren Vektoren erhält man als Ergebnis einen neuen Vektor. Es gibt verschiedene Methoden, um Vektoren zu summieren: z.B. mithilfe algebraischer Rechenoperationen oder mithilfe der analytischen Geometrie.

Die algebraische Methode ist auch als direkte Methode bekannt.

In der analytischen Geometrie werden vor allem diese drei Methoden bei der Addition von Vektoren verwendet: 1. die Polygonmethode für die Subtraktion von mehr als zwei Vektoren, 2. die Dreiecksmethode für den speziellen Fall, dass nur zwei Vektoren subtrahiert werden und 3. die Parallellogrammmethode, um ebenso zwei Vektoren zu subtrahieren.

 

Algebraische Mathode

 

1 Direkte Methode

Um zwei freie Vektoren \vec u  und \vec v    zu subtrahieren, wird \vec u    zum Gegenvektor von \vec v  addiert.

Die Komponenten des Gegenvektors erhält man, indem man die Komponenten der Vektoren voneinander abzieht.

 

\vec u = (u_{1}, u_{2})

\vec v = (v_{1}, v_{2})

\vec u - \vec v   = (u_{1}-v_{1}, u_{2}-v_{2})

 

Beispiel

\vec u = (-2, 5)

\vec v = (3, -1)

\vec u - \vec v = (-2-3, 5-(-1))=(-5,6)

 

 

Methoden der analytischen Geometrie

 

1 Dreiecksmethode

dreiecksmethode grafik
Subtraktion mit der Dreiecksmethode

Um zwei freie Vektoren \vec u  und \vec v  zu subtrahieren, werden zwei Vektoren als Repräsentanten so gewählt, dass das strong>Ende des einen mit dem strong>Startpunkt des anderen Vektors zusammenfällt.

 

2 Parallellogrammmethode

 

parallellogrammmethode grafik
Subtraktion mit der Parallellogrammmethode

 

Es werden zwei Vektoren gleichen Ursprungs repräsentativ verwendet. Zu ihnen werden parallele Geraden gezogen, wodurch man ein Parallellogramm erhält, dessen Diagonale mit der Summe der Vektoren übereinstimmt.

 

3 Polygonmethode

 

Die Polygonmethode wird verwendet, wenn mehr als zwei Vektoren subtrahiert werden sollen. Dabei wird ein Vektor an einen anderen so angeschlossen, dass das Ende des einen mit dem Ursprung des anderen übereinstimmt, usw., bis alle Vektoren angeordnet sind. Als Ergebnis erhält man einen Vektor, der das Polygon schließt, also der, der vom Ursprung des ersten Vektors zum Endpunkt des letzten verläuft.

 

Regeln zur Addition und Subtraktion von Vektoren

1 Assoziativgesetzt

 

\vec u + (\vec v + \vec w)= (\vec u + \vec v)+ \vec w

 

2 Kommutativgesetz

 

\vec u + \vec v = \vec v + \vec u

 

3 Neutrales Element (Nullvektor)

 

\vec u + \vec 0 = \vec u

 

4 Inverses Element (Kehrwert)

 

\vec u +(- \vec u )= \vec 0

 

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Melanie S

Melanie

Als begeistertes Fremdsprachentalent und Mathe-Fan bringe ich die Lernartikel von echten Mathe-Profis logisch und verständlich ins Deutsche, damit du als Mathelerner bei Superprof deine Kenntnisse verbessern und neu Gelerntes praktisch anwenden kannst.