Skaláris szorzat tagolható

Tétel:

Vektorok skaláris szorzata a vektorok összeadására nézve tagolható (disztributív).
Formulával:  Minden ​\( \vec{a} \)​, ​\( \vec{b} \)  és ​\( \vec{c} \)​ vektor esetén  ​​\( (\vec{a}+\vec{b})·\vec{c}=\vec{a}·\vec{c}+\vec{b}·\vec{c} \)​.

Bizonyítás:

1. Ha a ​\( \vec{c} \)​ vektor nullvektor, azaz |​\( \vec{c} \)|=0, akkor az állítás igaz, ugyanis a skaláris szorzat definíciója szerint bármely vektornak, így az ​\( (\vec{a}+\vec{b}) \)​ vektornak is a nullvektorral vett skaláris szorzata=0, ezért az állítás baloldala ​\( (\vec{a}+\vec{b}) \)⋅0​=0. Másrészt az állítás jobb oldala: ​\( \vec{a} \)​⋅0+\( \vec{b} \) ⋅0=0. Tehát az állítás igaz.

2. Ha a ​\( \vec{c} \)​  vektor nem nullvektor, akkor ​\( \vec{c} \)​ felírható az abszolút értékének és a vele párhuzamos egységvektornak a szorzataként. Azaz ​\( \vec{c} \)​=|​\( \vec{c} \)​|⋅\( \vec{e} \).
Így elegendő \( (\vec{a}+\vec{b})·\vec{e}=\vec{a}·\vec{e}+\vec{b}·\vec{e} \) állítást belátnunk. Hiszen ha ezt beszorozzuk |\( \vec{c} \)|-vel, az eredeti állítást kapjuk.

A bizonyításhoz fel fogjuk használni a következőt:

A skaláris szorzat definíciója alapján belátható, hogy egy vektornak és egy egységvektornak a skaláris szorzata az adott vektornak az egységvektor egyenesére eső merőleges vetületének az előjeles hosszát adja. (Ezt hívjuk skalárvetületnek.) ​\( \vec{v}·\vec{e}=|\vec{v}|·cos(α) \)​.

 

Tekintsünk most adottnak az ​\( \vec{a} \)​, ​\( \vec{b} \)​ és ​\( \vec{e} \)​  vektorokat, ahol tudjuk, hogy |​\( \vec{e} \)|=1.

Toljuk a \( \vec{b} \) vektort az a vektor végpontjába. Az egymáshoz csatlakoztatott \( \vec{a} \) és \( \vec{b} \) vektoroknak az \( \vec{e} \) egységvektor meghosszabbítására eső skalárvetületük összege megegyezik az ​\( \vec{a}+\vec{b} \)​összegvektor ugyaezen \( \vec{e} \) vektorra vonatkozó skalárvetületével.

Tehát :  \( (\vec{a}+\vec{b})·\vec{e}=\vec{a}·\vec{e}+\vec{b}·\vec{e} \).

Ezt |​\( \vec{c} \)​| számmal végigszorozva, a bizonyítandó állítást kapjuk.
\( |\vec{c}|·\vec{e}·\vec{a}+|\vec{c}|·\vec{e}·\vec{b}=(\vec{a}+\vec{b})·|\vec{c}|·\vec{e} \)​.

Mivel ​\( |\vec{c}|·\vec{e}=\vec{c} \)​, ezért ​\( \vec{a}·\vec{c}+\vec{b}·\vec{c}=(\vec{a}+\vec{b})·\vec{c} \)

Ezt kellett igazolni.

 

 

 

Print Friendly, PDF & Email

Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.