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Vektoren 1bastizimmer.org/mathegk12_material-Dateien/Vektoren_1.pdfAnalytische Geometrie 1...

Date post: 26-Apr-2020
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Analytische Geometrie 1 Cusanus-Gymnasium Wittlich Ein Vektor ist eine Pfeilgröße, die durch zwei Eigenschaften charakterisiert ist : x x besitzt einen Betrag (eine Länge) x 1. 2. besitzt eine Richtung Vektoren werden oft durch Pfeile dargestellt: b a c Definition:
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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

Ein Vektor ist eine Pfeilgröße, die durch

zwei Eigenschaften charakterisiert ist :

x�

x�

besitzt einen Betrag (eine Länge)

x�

1.

2. besitzt eine Richtung

Vektoren werden oft durch Pfeile dargestellt:

b�

a� c

Definition:

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

1F��

2F���

3F���

P

Gleichgewicht der Kräfte : (P ist in Ruhe)

2F���

3F���

und müssen zusammen die Kraft kompensieren

1F��

Beispiele für Vektoren : Kraftvektoren

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

1v���

2v���

rv���

1v���

2v���

Geschwindigkeit relativ zum Wasser

Strömungsgeschwindigkeit relativ zum Grund

Beispiele für Vektoren : Geschwindigkeitsvektoren

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

1v���

2v���

rv���

1v���

Geschwindigkeit des Achters relativ zum Wasser

2v���

Strömungsgeschwindigkeit des Flusses relativ zum Land

2v���

Rudern gegen die Strömung

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

a�

b�

(a b) a b Richt(a) Richt(b)= ⇔ = ∧ =� � � � � �

Zwei Vektoren sind gleich,wenn sie in Betrag und Richtung übereinstimmen:

c�

Definition: Gleichheit von Vektoren

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

1. Die Summe zweier (bzw. mehrerer) Vektoren ist wieder ein Vektor :

a cb+ =� � �

2. Den Summenvektor finde ich mit der Parallelogrammregel :

a� b

� a�

a b+� �

b�

Definition: Addition von Vektoren

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

2. Die Differenz wird als Summe mit demGegenvektor des Subtrahenden definiert:

1. Die Differenz zweier (bzw. mehrerer) Vektoren ist wieder ein Vektor :

a db− =� � �

a�

b�

a�

a b+� �

b�

a (ab )b− = + −� �� �

b−�

a b−� �

Definition: Subtraktion von Vektoren

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

1. Die Differenz zweier (bzw. mehrerer) Vektoren kann einen Vektor mit der Länge 0 ergeben, den so genannten Nullvektor:

( )a a 0a a− = + − =� � � � �

a�

Die Richtung des Nullvektors ist dabei beliebig !

a−�

Definition: Der Nullvektor

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

für alle Veka a tor ,bb en ab+ = +� � �� � �

a�

a b+� �

b�

b�

a�

Kommutativgesetz der Addition

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

( ) ( ) für alla e Vektoren ac ,ab bc ,b c+ + = + +�� �� � � �� � �

a� b

c�

a�

b�

c�

(a b) c+ +� � �

a� b

c�

a (b c)+ +� � �

Assoziativgesetz der Addition

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

( b) ( c) a a b c− + − + = − −� � � � � �

HB =����

a�

c�

b�

A

FE

D

B

C

GH

GE =����

( b) ( a) a b (a b)− + − = − − = − +� � � � � �

Drücke den Vektor bzw. als Summe mit den

Vektoren aus:

HB����

a,b,c� � �

GE����

Übung 1

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

Drücke die Vektoren jeweils als Summe mit

den Vektoren aus:

HE, GE , HB���� ���� ����

a,b,c� � �

( c) b b ( c) b c− + = + − = −� � � � � �

HE =����

GF FE+ =���� ����

b c ( a) a b c− + − = − + −� � � � � �

H

a�

c�

b�

A

FE

D

B

C

GGF =����

GE =����

HB =����

HG GF FB+ + =���� ���� ����

a (b c) (a b)+ − + − =� � � � �

2 a ( c) 2 a c⋅ + − = ⋅ −� � � �

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

a�

c�

b�

B

Mit etwas Übung kann man das Ergebnis

direkt sehen :

HB 2 a c= ⋅ −���� � �

H

c−�

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium Wittlich

Drücke den Vektor bzw. als Summe mit den

Vektoren aus:

CB����

a,b,c� � �

AM����

M

A

C

Ba�

b�

CB =����

AM =����

a b−� �

1b CB2

+� ����

1b (a b)2

= + −� � �

1 1a b2 2

= +� �

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Analytische Geometrie 1Cusanus-Gymnasium WittlichDrücke die Vektoren als Linearkombination mit den

Vektoren aus:

a b− =� �

a b,� ��

b�

a�

BA

C

DE

FM

ED =����

ME =����

DA =����

CD =����

FD =����

b1a2

=− −� �

1a2

b 1a2

−� �

2b−�

ME =����

b 1a2

−� �

1a2

b+� �

FB =����

EC���� 1( a

2b)− + =

� �

DF =����

CA����


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