Sisällön pääryhmät Geometriset probleemat Vektorigeometriaa
[ 1 2 3 ]
ESITIEDOT: vektori, vektorialgebra, koordinaatistot, piste, suora,
taso
KATSO MYÖS: geometriset probleemat, kolmio, kulma, ympyrä
|
|
Vesipisara putoaa tasolle x + 2y + 3z = 4 pisteeseen (-3, -1, 3) ja alkaa valua tasoa pitkin. Missä pisteessä se kohtaa xy-tason? Oletetaan tavanomaiseen tapaan, että z-akseli on pystysuora ja osoittaa ylöspäin, jolloin painovoima vaikuttaa negatiivisen z-akselin suuntaan.
Merkitään putoamispisteen paikkavektoria p = -3i - j + 3k.
Tason normaalivektori on n = i + 2j + 3k. Koska z-akselin suuntainen kantavektori k on pystysuora, saadaan ristitulon avulla vaakasuora tason suuntainen vektori s = k × n = -2i + j .
Pisaran valumissuunta on kohtisuorassa tason normaalivektoria vastaan ja toisaalta se on mahdollisimman jyrkkä, jolloin sen tulee olla kohtisuorassa myös edellä muodostettua vektoria s vastaan. Valumissuunta — tai mahdollisesti vastakkainen suunta — sadaan ristitulosta
v = s × n = 3i + 6j - 5k.
Tämä on todellakin valumissuunta, koska k-komponentti on negatiivinen; ristitulo n × s olisi antanut vastakkaisen suunnan.
Paikkavektori, joka osoittaa origosta siihen pisteeseen, missä pisara kohtaa xy-tason, on siis muotoa
p +
v = (-3 + 3
)i + (-1 + 6
)j + (3 - 5
)k.
Koska piste sijaitsee xy-tasossa, tulee olla 3 - 5
= 0 eli
=
. Pisteen x- ja
y-koordinaatti ovat tällöin
x = -3 + 3
= -
, y = -1 + 6
=
.
|   | taso (yhtälö) koordinaatisto (xyz-) paikkavektori normaalivektori
(tason) kantavektori ristitulo vektoritulo vektoritulon laskeminen |
Kivelä,
niinkuin matematiikka, versio 1.12