Analytische Geometrie-Vektor-Winkel - Skalarprodukt - Vektorprodukt - Abhängigkeit
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Beispiel Nr: 07
$\begin{array}{l}
\text{Gegeben:} \\ \text{Vektoren: }
\vec{A} =\left(
\begin{array}{c}
a_1 \\
a_2 \\
a_3 \\
\end{array}
\right) \quad \vec{B} =\left(
\begin{array}{c}
b_1 \\
b_2 \\
b_3 \\
\end{array}
\right) \\
\\ \text{Gesucht:} \\ \text{Länge der Vektoren:} \\ \text{Fläche des Parallelogramms} \\
\text{Vektorprodukt} \\ \text{Skalarprodukt} \\ \text{Lineare Abhängigkeit von 2 Vektoren}\\
\\ \\ \textbf{Gegeben:} \\
\text{Vektor: }
\vec{A} =\left(
\begin{array}{c}
3 \\
3 \\
7 \\
\end{array}
\right) \quad \vec{B} =\left(
\begin{array}{c}
0 \\
9 \\
2 \\
\end{array}
\right) \\
\\ \\ \textbf{Rechnung:} \\
\text{Vektoren: }
\vec{a} =\left(
\begin{array}{c}
3 \\
3 \\
7 \\
\end{array}
\right) \quad \vec{b} =\left(
\begin{array}{c}
0 \\
9 \\
2 \\
\end{array}
\right) \\
\bullet \text{Länge der Vektoren:} \\
\left|\vec{a}\right| =\sqrt{a_1^2+a_2^2+a_3^2} \\
\left|\vec{a}\right| =\sqrt{3^2+3^2+7^2} \\
\left|\vec{a}\right| =8,19 \\
\left|\vec{b}\right| =\sqrt{b_1^2+b_2^2+b_3^2} \\
\left|\vec{b}\right| =\sqrt{0^2+9^2+2^2} \\
\quad \left|\vec{b}\right| =9,22 \\
\bullet \text{Skalarprodukt:} \\
\vec{a} \circ \vec{b}=3 \cdot 0 + 3 \cdot 9 +7 \cdot 2 = 41 \\
\bullet \text{Vektorprodukt:} \\
\vec{a} \times \vec{b}=
\left(
\begin{array}{c}
3 \cdot2-7\cdot9 \\
7\cdot0-2\cdot3 \\
3\cdot9-3\cdot0 \\
\end{array}
\right) \\
\vec{c} = \vec{a} \times \vec{b}=
\left(
\begin{array}{c}
-57 \\
-6 \\
27 \\
\end{array}
\right) \\
\bullet \text{Fläche des Parallelogramms} \\
\left|\vec{c}\right| =\sqrt{\left(-57\right)^2+\left(-6\right)^2+27^2} \\
\left|\vec{c}\right| =63,4 \\
\bullet \text{Schnittwinkel:} \\
\cos \alpha= \displaystyle\frac{ \vec{a} \circ \vec{b}}{ \left|\vec{a}\right| \cdot \left|\vec{b}\right|}\\
\cos \alpha= \left|\displaystyle\frac{41}{8,19 \cdot 9,22} \right| \\
\cos \alpha= \left| 0,543 \right| \\
\alpha=57,1 \\
\bullet \text{Lineare Abhängigkeit von 2 Vektoren}\\
\left(
\begin{array}{c}
3 \\
3 \\
7 \\
\end{array}
\right) =k \cdot
\left(
\begin{array}{c}
0 \\
9 \\
2 \\
\end{array}
\right) \\
\begin{array}{cccc}
3&=&0 k & \quad /:0 \quad \Rightarrow k=∞ \\
3&=&9 k & \quad /:9 \quad \Rightarrow k=\frac{1}{3} \\
7&=&2 k & \quad /:2 \quad \Rightarrow k=3\frac{1}{2} \\
\end{array} \\
\\ \Rightarrow
\text{Vektoren sind linear unabhängig - nicht parallel} \\
\end{array}$