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}$