StudyFi Lab · Matematyka

Wektory

Wektory to darmowa interaktywna symulacja ze StudyFi Lab. Działa bezpośrednio w przeglądarce, bez rejestracji i bez instalacji.

Dodawaj, skaluj i mnóż wektory w 2D i 3D

Eksperymenty

Podstawy

Wektor ma długość i kierunek. Zapisujemy go współrzędnymi a = [a₁; a₂; a₃] albo za pomocą wersorów osi jako a = a₁i + a₂j + a₃k. Długość liczymy z twierdzenia Pitagorasa: |a| = √(a₁² + a₂² + a₃²), a wersor â = a / |a| ma ten sam kierunek i długość 1. Wektor od punktu A do punktu B to różnica B − A.

Spróbuj: Przeciągnij grot do (3; 4) i sprawdź, że |a| = 5. Potem włącz „Z dwóch punktów” i przesuń oba punkty o tyle samo – wektor się nie zmieni.

Dodawanie wektorów

Wektory dodajemy po współrzędnych: a + b = [a₁ + b₁; a₂ + b₂]. Na rysunku przenosimy b na koniec a (reguła trójkąta) albo budujemy z obu wektorów równoległobok, a suma jest jego przekątną. Różnica a − b to suma a + (−b), czyli wektor od końca b do końca a.

Spróbuj: Naciśnij „Przenieś b na koniec a” i zobacz, jak powstaje trójkąt. Potem przełącz na równoległobok i ustaw b = −a: suma to wektor zerowy.

Mnożenie przez liczbę

Iloczyn k·a mnoży każdą współrzędną przez k, więc leży na tej samej prostej co a – wektory są współliniowe. Długość zmienia się na |k|·|a|. Dla k > 0 zwrot się nie zmienia, dla k < 0 staje się przeciwny, a k = 0 daje wektor zerowy.

Spróbuj: Przesuń k z 2 na −2 i zobacz, jak strzałka przeskakuje przez początek układu, a jej długość się nie zmienia.

Iloczyn skalarny

Iloczyn skalarny to liczba: a·b = a₁b₁ + a₂b₂ + a₃b₃ = |a|·|b|·cos φ. Jest dodatni, gdy wektory tworzą kąt ostry, zerowy przy kącie prostym i ujemny przy rozwartym – dlatego a·b = 0 oznacza prostopadłość. Rzut b na kierunek a ma długość a·b / |a|.

Spróbuj: Ustaw a = [4; 1] i znajdź b, dla którego a·b = 0. Uda ci się trafić [−1; 4]? Zawsze najpierw zgadnij znak.

Iloczyn wektorowy

Iloczyn wektorowy a × b to wektor prostopadły zarówno do a, jak i do b. Jego zwrot wyznacza reguła prawej dłoni, a długość |a × b| = |a|·|b|·sin φ równa się polu równoległoboku rozpiętego na a i b. Dla wektorów równoległych jest zerowy, a po zamianie czynników zmienia zwrot: b × a = −(a × b).

Spróbuj: Ustaw a = [3; 0; 0] i b = [0; 2; 0]: a × b wskazuje wzdłuż osi z i ma długość 6, tak jak prostokąt 3 × 2. Potem przechyl b w stronę a i zobacz, jak pole maleje.

Iloczyn mieszany

Iloczyn mieszany (a × b)·c to liczba równa wyznacznikowi ze współrzędnych a, b i c. Jego wartość bezwzględna to objętość równoległościanu rozpiętego na trzech wektorach. Gdy wychodzi zero, równoległościan jest płaski – wszystkie trzy wektory leżą w jednej płaszczyźnie (są współpłaszczyznowe).

Spróbuj: Ustaw c = a − b, czyli c = [3; −1; −1] dla początkowych a i b: objętość spada do zera. Potem zwiększ c₃ i zobacz, jak bryła się „nadmuchuje”.

Najczęstsze pytania

Czym jest Wektory?

Wektory to darmowa interaktywna symulacja ze StudyFi Lab. Działa bezpośrednio w przeglądarce, bez rejestracji i bez instalacji. Dodawaj, skaluj i mnóż wektory w 2D i 3D

Czy aplikacja Wektory jest darmowa?

Tak. Aplikacja Wektory jest całkowicie darmowa. Działa w przeglądarce na komputerze, tablecie i telefonie, a konto nie jest potrzebne.

Co mogę odkryć w aplikacji Wektory?

Podstawy, Dodawanie wektorów, Mnożenie przez liczbę, Iloczyn skalarny, Iloczyn wektorowy, Iloczyn mieszany.

Co pokazuje eksperyment „Podstawy”?

Wektor ma długość i kierunek. Zapisujemy go współrzędnymi a = [a₁; a₂; a₃] albo za pomocą wersorów osi jako a = a₁i + a₂j + a₃k. Długość liczymy z twierdzenia Pitagorasa: |a| = √(a₁² + a₂² + a₃²), a wersor â = a / |a| ma ten sam kierunek i długość 1. Wektor od punktu A do punktu B to różnica B − A.

Co pokazuje eksperyment „Dodawanie wektorów”?

Wektory dodajemy po współrzędnych: a + b = [a₁ + b₁; a₂ + b₂]. Na rysunku przenosimy b na koniec a (reguła trójkąta) albo budujemy z obu wektorów równoległobok, a suma jest jego przekątną. Różnica a − b to suma a + (−b), czyli wektor od końca b do końca a.

Uczysz się do sprawdzianu?

Wgraj swoje notatki, a StudyFi zrobi z nich fiszki, testy i podcasty.

Wypróbuj StudyFi za darmo