1

Gegeben sind die Vektoren , und . Berechne:

 

a

b

c und

d

e und

Lösung

a

Bevor wir die Aufgabe lösen, sehen wir uns Folgendes zur Erinnerung an:

 

Wenn wir den Vektor und den Vektor haben, lautet das Skalarprodukt:

 

 

und so können wir also die Aufgabe bearbeiten.

 

 

 

 


b

Unter Verwendung der gleichen Systematik definieren wir das Vektorprodukt wie folgt:

 

 

wobei

 

 

was es uns ermöglicht, die gewünschten Aufgaben zu lösen.

 

 

 

 


c y

Sobald wir uns über die Definitionen von Skalar- und Vektorprodukt im Klaren sind, können wir sie kombinieren. Vergiss nicht, dass ein Skalarprodukt eine Zahl und ein Vektorprodukt einen Vektor erzeugt. Daher ist die Reihenfolge, in der die Produkte gebildet werden, wichtig, daher die Klammern. Das Endprodukt ist das Volumen des durch die Vektoren erzeugten Parallelogramms, und da die Vektoren gleich sind, ist das Volumen in beiden Fällen dasselbe.

 

 


4

Erinnern wir uns noch einmal an die Definition des Betrags eines Vektors, indem wir die ursprüngliche Systematik anwenden

 

 

mit der Formel können wir nun berechnen

 

 

 


d y

Mit all diesen Informationen ist es nun möglich, den Kosinus des zwischen den Vektoren gebildeten Winkels zu berechnen.

 

 

2

aDie Beträge von  und

bDas Vektorprodukt von und

cEinen orthogonalen Einheitsvektor zu und

dDie Fläche des Parallelogramms, dessen Seiten die Vektoren und sind

Lösung

aDie Beträge von  und

 


bDas Vektorprodukt von und


cEinen orthogonalen Einheitsvektor zu und

Bei der Berechnung des Vektorprodukts zweier Vektoren wird ein zu beiden Vektoren orthogonaler Vektor erzeugt

 

 

wir benötigen den orthogonalen Vektor; er muss nur noch zum Einheitsvektor werden. Wir berechnen also zunächst seinen Betrag

 

 

er wird nun zum Einheitsvektor

 


dDie Fläche des Parallelogramms, dessen Seiten die Vektoren und sind

Die Fläche des Parallelogramms wird mit dem Betrag des Vektorprodukts der Vektoren, die es bilden, berechnet

 

3

Berechne den Winkel, den die Vektoren und bilden.

Lösung

 

sei der Winkel zwischen den Vektoren.

 

Wir berechnen nun den Kosinus dieses Winkels.

 

 

Wir wenden nun die Umkehrung des Kosinus auf den berechneten Wert an, um den Wert des Winkels zwischen den Vektoren zu ermitteln

 

4

Berechne die Richtungskosinus des Vektors .

Lösung

Die Richtungskosinuns werden zur Bestimmung des Winkels verwendet, der zwischen jeder Achse und dem jeweiligen Vektor entsteht, d. h. sie dienen als Hilfsmittel zur Lokalisierung eines Punktes

 

 

 

 

5

Gegeben sind die Vektoren und . Berechne das Produkt und überprüfe, dass dieser Vektor orthogonal zu und ist. Berechne den Vektor und überprüfe ihn mit .

Lösung

Zunächst das Vektorprodukt

 

 

Damit zwei Vektoren senkrecht zueinander stehen, muss ihr Skalarprodukt gleich 0 sein

 

 

'Wir prüfen:

 

 

nun mit dem anderen Vektor

 

 

 

Wir stellen fest, dass die Vektoren tatsächlich senkrecht zueinander sind.

 

Nun berechnen wir das folgende Vektorprodukt, wobei zu beachten ist, dass die Vektoren nun unterschiedliche Ordnungen haben

 

 

So kommt man zu einem Beispiel für eine der wichtigsten Eigenschaften des Vektorprodukts – die Antikommutativität

 

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Katrin S.

Ich bin staatlich geprüfte Übersetzerin & Dolmetscherin mit den Arbeitssprachen Englisch, Spanisch, Deutsch. Meine Ausbildung habe ich am SDI München mit dem Fachgebiet Technik abvsolviert und übersetze hauptsächlich im technischen sowie mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich. Bei Superprof darf ich die Mathe-Expert*innen unterstützen, indem ich ihre Artikel ins Deutsche übersetze.