1 00:00:00,000 --> 00:00:03,000 Досега, когато разглеждахме скаларното и векторното 2 00:00:03,000 --> 00:00:05,680 произведение, казах, че дефиницията е: 3 00:00:05,680 --> 00:00:08,000 дължината по косинуса или по синуса на 4 00:00:08,000 --> 00:00:09,740 ъгъла между тях. 5 00:00:09,740 --> 00:00:12,660 Но какво правим, когато векторите не са начертани? 6 00:00:12,660 --> 00:00:14,000 Или ако не знаем ъгъла между тях? 7 00:00:14,000 --> 00:00:17,000 Как се изчисляват тогава двете произведения? 8 00:00:17,000 --> 00:00:19,000 Ще ти дам 9 00:00:19,000 --> 00:00:20,000 дефиниция за това. 10 00:00:20,000 --> 00:00:26,000 Имаме скаларно произведение a.b 11 00:00:26,000 --> 00:00:31,000 Това е равно на дължината на a, умножена по дължината на b, 12 00:00:31,000 --> 00:00:34,000 по косинуса на ъгъла между тях. 13 00:00:34,000 --> 00:00:39,000 a x b е равно на дължината на a, умножена по 14 00:00:39,000 --> 00:00:44,000 дължината на b, по синуса на ъгъла между тях, 15 00:00:44,000 --> 00:00:48,000 т.е. техните перпендикулярни проекции, умножени по 16 00:00:48,000 --> 00:00:50,810 перпендикулярния на тях нормален вектор. 17 00:00:50,810 --> 00:00:53,000 Определяш кой е нормалният 18 00:00:53,000 --> 00:00:55,000 единичен вектор посредством 19 00:00:55,000 --> 00:00:56,660 правилото на дясната ръка. 20 00:00:56,660 --> 00:01:00,000 Но ако не знаем ъгъл тита, т.е. 21 00:01:00,000 --> 00:01:01,600 ъгъла между тях? 22 00:01:01,600 --> 00:01:05,230 Например, ако ти дам вектор a, представен като линейна комбинация 23 00:01:05,230 --> 00:01:10,390 от единичните вектори по съответните координатни оси. 24 00:01:10,390 --> 00:01:13,020 При този начин на записване представяме вектора 25 00:01:13,020 --> 00:01:16,000 чрез компонентите му x, y и z. 26 00:01:16,000 --> 00:01:23,000 Тогава вектор a ще бъде равен на 5i – i е единичният вектор 27 00:01:23,000 --> 00:01:33,980 в посоката на x – минус 6j плюс 3k. 28 00:01:34,000 --> 00:01:37,000 i, j и k са единичните вектори на 29 00:01:37,000 --> 00:01:38,580 посоките x, y и z. 30 00:01:38,580 --> 00:01:40,970 5 е големината по посоката на x. 31 00:01:40,970 --> 00:01:43,330 –6 е големината по посоката на y, 32 00:01:43,330 --> 00:01:45,760 3 е големината по посоката на z. 33 00:01:45,760 --> 00:01:47,000 Можеш да го начертаеш. 34 00:01:47,000 --> 00:01:48,900 Ще опитам да намеря научния калкулатор. 35 00:01:48,900 --> 00:01:51,980 Използвал съм го преди, за да ти дам по-точна представа. 36 00:01:52,000 --> 00:01:53,900 Да кажем, че имаме само тези данни. 37 00:01:53,900 --> 00:02:00,000 Ще си измисля стойности за b – 38 00:02:00,000 --> 00:02:04,000 например -2i. Вече работим 39 00:02:04,000 --> 00:02:14,590 в три измерения. Плюс 7j плюс 4k. 40 00:02:14,590 --> 00:02:15,880 Можеш да го начертаеш. 41 00:02:15,880 --> 00:02:19,000 Всъщност, ако имаш задача 42 00:02:19,000 --> 00:02:22,370 и се опитваш да начертаеш вектори с компютърна програма, 43 00:02:22,370 --> 00:02:23,560 се процедира по този начин. 44 00:02:23,560 --> 00:02:25,000 Разбиваш ги на компоненти x, y и z, 45 00:02:25,000 --> 00:02:26,000 защото събираш вектори – 46 00:02:26,000 --> 00:02:28,310 събираш съответните компоненти. 47 00:02:28,310 --> 00:02:31,000 Но как се умножават те в скаларното или 48 00:02:31,000 --> 00:02:32,000 векторното произведение? 49 00:02:32,000 --> 00:02:34,000 Всъщност няма да го докажа тук, но 50 00:02:34,000 --> 00:02:35,000 ще ти покажа как се прави. 51 00:02:35,000 --> 00:02:38,000 Скаларното произведение е много лесно, 52 00:02:38,000 --> 00:02:39,000 когато е дадено в тази нотация. 53 00:02:39,000 --> 00:02:41,980 Тя може да се изпише и със скоби. 54 00:02:42,000 --> 00:02:46,000 Може да се представи като <5; –6; 3>, 55 00:02:46,000 --> 00:02:49,860 т.е. само дължините в посоките x, y и z. 56 00:02:49,860 --> 00:02:53,000 Искам да се уверя, че познаваш добре 57 00:02:53,000 --> 00:02:54,490 различните начини на представяне. 58 00:02:54,490 --> 00:02:57,430 Можеш да напишеш b като <–2; 7; 4>. 59 00:02:57,430 --> 00:02:58,530 Едно и също е. 60 00:02:58,530 --> 00:03:00,000 Не трябва да се притесняваш, ако видиш някоя от тях. 61 00:03:00,000 --> 00:03:07,930 Как да изчисля a.b ? 62 00:03:08,000 --> 00:03:10,780 Смятам, че това ще ти е приятно. 63 00:03:10,780 --> 00:03:15,000 Трябва само да умножиш компонентите i, да прибавиш резултата към 64 00:03:15,000 --> 00:03:18,000 умножените компоненти j и да прибавиш този сбор към 65 00:03:18,000 --> 00:03:20,000 умножените компоненти k. 66 00:03:20,000 --> 00:03:39,350 Значи (5 по –2) + (–6 по 7) + (3 по 4). 67 00:03:39,350 --> 00:03:45,000 Това е равно на –10 – 42 + 12. 68 00:03:45,000 --> 00:03:52,000 Получава се –52 + 12 = –40. 69 00:03:52,000 --> 00:03:54,000 Това е, просто едно число. 70 00:03:54,000 --> 00:03:57,000 Интересно ми е да го начертая триизмерно 71 00:03:57,000 --> 00:04:00,660 с програма, за да видя защо е –40. 72 00:04:00,660 --> 00:04:03,000 Сигурно имат противоположни посоки, 73 00:04:03,000 --> 00:04:06,020 както и проекциите им са с обратни посоки. 74 00:04:06,020 --> 00:04:10,950 Затова получаваме отрицателно число. 75 00:04:11,000 --> 00:04:13,000 За целта на видеоклипа няма да 76 00:04:13,000 --> 00:04:15,000 се впускам в детайли – но това е много лесно. 77 00:04:15,000 --> 00:04:18,000 Трябва само да умножиш компонентите x, 78 00:04:18,000 --> 00:04:22,000 добавяш резултата към умножените компоненти y и сборът прибавяш към 79 00:04:22,000 --> 00:04:23,530 умножените компоненти z. 80 00:04:23,530 --> 00:04:25,000 Когато трябва да изчисля скаларно произведение на вектор, 81 00:04:25,000 --> 00:04:28,000 записан като комбинация от елементите по трите оси или в скоби, 82 00:04:28,000 --> 00:04:33,000 изчисляването е много приятно и лесно. 83 00:04:33,000 --> 00:04:37,000 Както ще видиш обаче, изчисляването на векторното произведение 84 00:04:37,000 --> 00:04:40,000 с тези начини на представяне 85 00:04:40,000 --> 00:04:41,000 не е толкова просто. 86 00:04:41,000 --> 00:04:44,000 Имай предвид, че има друг начин, по който да се направи това. 87 00:04:44,010 --> 00:04:49,000 Първо намираш дължините на векторите и изчисляваш 88 00:04:49,000 --> 00:04:52,000 ъглите чрез "сложна тригонометрия“, и използваш тази дефиниция. 89 00:04:52,000 --> 00:04:56,970 Смятам, че разбираш колко по-просто е това. 90 00:04:57,000 --> 00:04:59,000 Скаларното произведение е приятно. 91 00:04:59,000 --> 00:05:02,000 Да видим дали можем да изчислим векторното произведение. 92 00:05:02,000 --> 00:05:04,000 Няма да го доказвам. 93 00:05:04,000 --> 00:05:06,000 Само ще ти покажа как да го направиш. 94 00:05:06,000 --> 00:05:09,000 Сигурен съм, че ще получа заявка 95 00:05:09,000 --> 00:05:12,020 да го докажа в някой следващ клип. 96 00:05:12,020 --> 00:05:15,000 Векторното произведение е по-сложно 97 00:05:15,000 --> 00:05:18,000 и никога не ми е приятно да го изчислявам 98 00:05:18,000 --> 00:05:20,000 за два вектора, представени като линейна комбинация на ед. вектори по осите. 99 00:05:20,000 --> 00:05:22,000 a x b, 100 00:05:22,000 --> 00:05:23,000 знак за равенство. 101 00:05:23,000 --> 00:05:27,000 Тук ще използваме матрици. 102 00:05:27,000 --> 00:05:31,000 Взимаме детерминантата. Ще начертая 103 00:05:31,000 --> 00:05:34,000 голяма линия. 104 00:05:34,000 --> 00:05:35,000 Така ще запомниш лесно 105 00:05:35,000 --> 00:05:37,000 как да го правиш. 106 00:05:37,000 --> 00:05:39,000 Не ти дава много ясно обяснение, но 107 00:05:39,000 --> 00:05:41,000 то се подразбира в самата дефиниция. 108 00:05:41,000 --> 00:05:44,000 Взимаш дължините на перпендикулярните вектори, 109 00:05:44,000 --> 00:05:45,000 умножаваш ги, 110 00:05:45,000 --> 00:05:47,970 а правилото на дясната ръка ти дава посоката. 111 00:05:48,000 --> 00:05:51,740 Ако имаш запис като линейна комбинация от ед. вектори по трите оси, 112 00:05:51,740 --> 00:05:55,000 трябва да напишеш единичните вектори i, j, k в горния ред. 113 00:05:55,000 --> 00:06:00,000 i, j, k. 114 00:06:00,000 --> 00:06:02,000 След това пишеш първия вектор във векторното произведение, 115 00:06:02,000 --> 00:06:03,880 защото редът има значение. 116 00:06:03,880 --> 00:06:09,000 5; –6; 3. 117 00:06:09,000 --> 00:06:12,000 След това, втория вектор – 118 00:06:12,000 --> 00:06:17,250 –2; 7; 4. 119 00:06:17,250 --> 00:06:19,000 Как да изчислиш детерминантата 120 00:06:19,000 --> 00:06:21,000 на матрица с размер 3x3? 121 00:06:21,000 --> 00:06:26,250 Това е равно на адюнгираното количество за i. 122 00:06:26,250 --> 00:06:28,000 Ако отстраниш тази колона 123 00:06:28,000 --> 00:06:31,000 и този ред, детерминантата, която остава, е адюнгираното количество. 124 00:06:31,000 --> 00:06:40,000 Тя е –6; 3; 7; 4, умножено по i. Можеш да прегледаш 125 00:06:40,000 --> 00:06:42,800 детерминантите, ако не си спомняш как се изчисляват. 126 00:06:42,800 --> 00:06:47,710 А може би ще си припомниш, докато гледаш обясненията ми. 127 00:06:47,710 --> 00:06:50,530 Запомни – плюс, минус, плюс. 128 00:06:50,530 --> 00:06:53,500 След това изваждаме адюнгираното количество за j. 129 00:06:53,500 --> 00:06:55,000 Колко е тя? 130 00:06:55,000 --> 00:06:57,000 Зачеркваш редовете и колоните на j. 131 00:06:57,000 --> 00:07:04,980 Получаваш 5; 3; –2; 4 по j. 132 00:07:05,000 --> 00:07:07,000 Зачеркнахме колоната и реда на j. 133 00:07:07,000 --> 00:07:09,000 Останалите числа са 134 00:07:09,000 --> 00:07:11,000 в поддетерминантата, 135 00:07:11,000 --> 00:07:13,000 както я наричам аз. 136 00:07:13,000 --> 00:07:18,000 Искам да ги напиша в един ред, за да 137 00:07:18,000 --> 00:07:19,000 бъде по-ясно. Плюс 138 00:07:19,000 --> 00:07:20,000 адюнгираното количество за k. 139 00:07:20,000 --> 00:07:24,230 Зачеркни реда и колоната за k. 140 00:07:24,230 --> 00:07:35,000 Остават 5; –6; –2 и 7 по k. 141 00:07:35,000 --> 00:07:36,950 Сега да изчислим. 142 00:07:36,950 --> 00:07:39,800 Ще освободя малко място, защото 143 00:07:39,800 --> 00:07:41,000 съм изписал доста. 144 00:07:41,000 --> 00:07:43,790 Това вече не ни трябва. 145 00:07:43,790 --> 00:07:46,000 Какво получаваме? 146 00:07:46,000 --> 00:07:49,000 Продължаваме тук горе. 147 00:07:49,000 --> 00:07:51,000 Детерминантите с размер 2x2 са лесни. 148 00:07:51,000 --> 00:07:58,000 Тук е (–6x4) – (7x3). 149 00:07:58,000 --> 00:08:00,000 Винаги правя грешки от невнимание. 150 00:08:00,000 --> 00:08:10,000 (–24–21)i – (20 – –6)j + (35 – 12)k 151 00:08:10,000 --> 00:08:23,000 (–24–21)i – (20 – –6)j + (35 – 12)k 152 00:08:23,000 --> 00:08:25,000 (–24–21)i – (20 – –6)j + (35 – 12)k 153 00:08:25,000 --> 00:08:31,110 Тук ще опростя израза. 154 00:08:31,110 --> 00:08:34,000 е равно на (–35)i – 26j + 23k. 155 00:08:34,000 --> 00:08:40,000 е равно на (–35)i – 26j + 23k. 156 00:08:40,000 --> 00:08:43,000 е равно на (–35)i – 26j + 23k. 157 00:08:43,000 --> 00:08:46,000 е равно на (–35)i – 26j + 23k. 158 00:08:46,000 --> 00:08:47,000 е равно на (–35)i – 26j + 23k. 159 00:08:47,000 --> 00:08:51,000 е равно на (–35)i – 26j + 23k. 160 00:08:51,000 --> 00:08:54,000 е равно на (–35)i – 26j + 23k. 161 00:08:54,000 --> 00:08:57,000 е равно на (–35)i – 26j + 23k. 162 00:08:57,000 --> 00:08:58,880 Това е векторното произведение. 163 00:08:58,880 --> 00:09:01,000 Интересно е, че ако начертаеш това в три измерения, 164 00:09:01,000 --> 00:09:03,860 ще видиш, че ако изчисленията ми са правилни, 165 00:09:03,860 --> 00:09:10,610 този вектор –35i, –26j, 23k 166 00:09:10,610 --> 00:09:15,950 е перпендикулярен на тези два вектора. 167 00:09:15,950 --> 00:09:19,000 Ще спра дотук и ще се видим 168 00:09:19,000 --> 00:09:20,000 в следващия видеоклип. 169 00:09:20,000 --> 00:09:22,000 Надявам се да намеря програма за чертане на вектори, 170 00:09:22,000 --> 00:09:25,000 защото смятам че ще бъде интересно да смятаме 171 00:09:25,000 --> 00:09:29,000 скаларни и векторни произведения чрез методите, които ти показах, 172 00:09:29,000 --> 00:09:31,000 и след това да ги чертаем. Така ще видиш, че наистина работи – 173 00:09:31,000 --> 00:09:36,000 че този вектор наистина е перпендикулярен на тези два 174 00:09:36,000 --> 00:09:40,000 и е насочен в посоката, която определихме чрез 175 00:09:40,000 --> 00:09:42,000 правилото на дясната ръка. 176 00:09:42,000 --> 00:09:44,950 Ще се видим в следващия видеоклип.