内積

内積 

■内積の定義

a → , b → のなす角を θ とするとき

a → · b → =| a → || b → |cosθ  ・・・・・・(1)

を a → , b → の内積という.

a → · b →   代わりに  ( a → , b → )   で表すこともある.

(1)より

cos θ = a → · b → | a → | | b → | , ・・・・・・(2)

アークコサイン(コサインの逆関数)を用いると

θ= cos −1 a → ⋅ b → a → b →  ・・・・・・(3)

(3)が得られ,a → , b → のなす角を θ を求めることができる.

■内積の値の幾何学的検討

■基本ベクトルの内積の計算

■内積の成分表示

●平面ベクトルの場合

内積をベクトルの成分を用いて表す.

a → =( a 1 , a 2 )  , b → =( b 1 , b 2 )  とすると

a → · b → = a 1 b 1 + a 2 b 2

となる⇒導出 .

●空間ベクトルの場合

a → =( a 1 , a 2 , a 3 )  , b → =( b 1 , b 2 , b 3 )  とすると

a → · b → = a 1 b 1 + a 2 b 2 + a 3 b 3

となる⇒導出 .

■内積の特徴

特に,a → , b →  のなす角が90°のとき

a → · b → =0  

(平面ベクトルの場合: a 1 b 1 + a 2 b 2 =0 ,空間ベクトルの場合: a 1 b 1 + a 2 b 2 + a 3 b 3 =0 )

となる.なぜならば,内積の定義より 

a → · b → = a → b → cos90° = a → b → ×0=0

が得られる.⇒ ベクトルの直交条件

 

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最終更新日 2024年11月22日