Analytische Geometrie-Vektor-Winkel - Skalarprodukt - Vektorprodukt - Abhängigkeit
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Beispiel Nr: 10
$\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}
5 \\
8 \\
9 \\
\end{array}
\right) \quad \vec{B} =\left(
\begin{array}{c}
6 \\
6 \\
2 \\
\end{array}
\right) \\
\\ \\ \textbf{Rechnung:} \\
\text{Vektoren: }
\vec{a} =\left(
\begin{array}{c}
5 \\
8 \\
9 \\
\end{array}
\right) \quad \vec{b} =\left(
\begin{array}{c}
6 \\
6 \\
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{5^2+8^2+9^2} \\
\left|\vec{a}\right| =13 \\
\left|\vec{b}\right| =\sqrt{b_1^2+b_2^2+b_3^2} \\
\left|\vec{b}\right| =\sqrt{6^2+6^2+2^2} \\
\quad \left|\vec{b}\right| =8,72 \\
\bullet \text{Skalarprodukt:} \\
\vec{a} \circ \vec{b}=5 \cdot 6 + 8 \cdot 6 +9 \cdot 2 = 96 \\
\bullet \text{Vektorprodukt:} \\
\vec{a} \times \vec{b}=
\left(
\begin{array}{c}
8 \cdot2-9\cdot6 \\
9\cdot6-2\cdot5 \\
5\cdot6-8\cdot6 \\
\end{array}
\right) \\
\vec{c} = \vec{a} \times \vec{b}=
\left(
\begin{array}{c}
-38 \\
44 \\
-18 \\
\end{array}
\right) \\
\bullet \text{Fläche des Parallelogramms} \\
\left|\vec{c}\right| =\sqrt{\left(-38\right)^2+44^2+\left(-18\right)^2} \\
\left|\vec{c}\right| =60,9 \\
\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{96}{13 \cdot 8,72} \right| \\
\cos \alpha= \left| 0,845 \right| \\
\alpha=32,4 \\
\bullet \text{Lineare Abhängigkeit von 2 Vektoren}\\
\left(
\begin{array}{c}
5 \\
8 \\
9 \\
\end{array}
\right) =k \cdot
\left(
\begin{array}{c}
6 \\
6 \\
2 \\
\end{array}
\right) \\
\begin{array}{cccc}
5&=&6 k & \quad /:6 \quad \Rightarrow k=\frac{5}{6} \\
8&=&6 k & \quad /:6 \quad \Rightarrow k=1\frac{1}{3} \\
9&=&2 k & \quad /:2 \quad \Rightarrow k=4\frac{1}{2} \\
\end{array} \\
\\ \Rightarrow
\text{Vektoren sind linear unabhängig - nicht parallel} \\
\end{array}$