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chiara
@chiara_e55323
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Das Konzept der Orthogonalität von Vektoren wird erläutert, einschließlich der Definition, Eigenschaften und Berechnungsmethoden des Skalarprodukts. Die Bedeutung orthogonaler Vektoren in der analytischen Geometrie und ihre praktische Anwendung werden hervorgehoben.
24.11.2021
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Die erste Seite führt in das Konzept der orthogonalen Vektoren ein und erklärt deren Eigenschaften sowie die Berechnung mithilfe des Skalarprodukts. Orthogonale Vektoren werden als zueinander senkrecht stehende Vektoren definiert, deren Skalarprodukt gleich Null ist.
Definition: Zwei Vektoren a und b sind genau dann zueinander orthogonal, wenn gilt: a · b = 0.
Das Skalarprodukt und seine Eigenschaften werden ausführlich behandelt. Es wird betont, dass das Skalarprodukt zweier Vektoren eine Zahl und kein Vektor ist.
Highlight: Das Kommutativgesetz und das Distributivgesetz gelten für das Skalarprodukt.
Verschiedene Beispiele zur Überprüfung der Orthogonalität von Vektoren werden präsentiert, einschließlich der Anwendung des Satzes des Pythagoras.
Beispiel: Für die Vektoren a = (3, 2, 1) und b = (2, -3, 0) wird die Orthogonalität überprüft: 3·2 + 2·(-3) + 1·0 = 0.
Die Seite schließt mit der Erklärung, wie man die Orthogonalität von Geraden überprüfen kann, was die praktische Anwendung des Konzepts in der analytischen Geometrie verdeutlicht.
Die zweite Seite konzentriert sich auf Methoden zur Bestimmung orthogonaler Vektoren in verschiedenen Dimensionen. Es werden Techniken vorgestellt, um zu einem gegebenen Vektor einen orthogonalen Vektor zu finden.
Trick: Um einen orthogonalen Vektor zu (a, b, c) zu finden, kann man eine Komponente auf 0 setzen, die anderen beiden vertauschen und eine davon mit (-1) multiplizieren.
Die Seite geht weiter auf die Herausforderung ein, orthogonale Vektoren zu zwei gegebenen Vektoren zu bestimmen. Hierfür wird ein lineares Gleichungssystem aufgestellt und gelöst.
Beispiel: Für die Vektoren a = (3, 2, 4) und b = (6, 5, 4) wird ein orthogonaler Vektor x = (x₁, x₂, x₃) gesucht, der die Bedingungen 3x₁ + 2x₂ + 4x₃ = 0 und 6x₁ + 5x₂ + 4x₃ = 0 erfüllt.
Die Lösung dieses Systems führt zu einer Parameterdarstellung des orthogonalen Vektors, was die Vielfalt möglicher orthogonaler Vektoren aufzeigt.
Highlight: Die Lösungsmenge für orthogonale Vektoren kann als L = {(-t, t, ¼t) | t ∈ ℝ} dargestellt werden.
Abschließend wird das Kreuzprodukt (Vektorprodukt) als alternative Methode zur Bestimmung orthogonaler Vektoren erwähnt, was einen Ausblick auf fortgeschrittene Techniken in der Vektoralgebra gibt.
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