Vektor

nov 2, 2021

Vektor, i matematik en størrelse, der både har størrelse og retning, men ikke position. Eksempler på sådanne størrelser er hastighed og acceleration. I deres moderne form opstod vektorer sidst i det 19. århundrede, da Josiah Willard Gibbs og Oliver Heaviside (fra henholdsvis USA og Storbritannien) uafhængigt af hinanden udviklede vektoranalyse for at udtrykke de nye love for elektromagnetisme, som den skotske fysiker James Clerk Maxwell havde opdaget. Siden da er vektorer blevet vigtige i fysik, mekanik, elektroteknik og andre videnskaber for at beskrive kræfter matematisk.

Læs mere om dette emne
lineær algebra: Vektorer og vektorrum
Linær algebra starter normalt med studiet af vektorer, der forstås som størrelser, der både har størrelse og retning. Vektorer …

Vektorer kan visualiseres som retningsbestemte linjestykker, hvis længder er deres størrelser. Da kun størrelsen og retningen af en vektor har betydning, kan ethvert rettet segment erstattes af et segment af samme længde og retning, men med udgangspunkt i et andet punkt, f.eks. oprindelsen i et koordinatsystem. Vektorer angives normalt med et fed skrift, f.eks. v. En vektors størrelse eller længde angives med |v|, eller v, som repræsenterer en endimensionel størrelse (f.eks. et almindeligt tal), der er kendt som en skalar. Multiplikation af en vektor med en skalar ændrer vektorens længde, men ikke dens retning, bortset fra at multiplikation med et negativt tal vil vende vektorens pilretning om. For eksempel vil multiplikation af en vektor med 1/2 resultere i en halvt så lang vektor i samme retning, mens multiplikation af en vektor med -2 vil resultere i en vektor, der er dobbelt så lang, men peger i den modsatte retning.

To vektorer kan adderes eller subtraheres. For at addere eller subtrahere vektorerne v og w grafisk (se diagrammet), skal man f.eks. flytte hver vektor til oprindelsen og udfylde det parallelogram, der dannes af de to vektorer; v + w er så den ene diagonalvektor i parallelogrammet, og v – w er den anden diagonalvektor.

vektorparallelogram til addition og subtraktion

En metode til at addere og subtrahere vektorer er at placere deres haler sammen og derefter tilføre to yderligere sider for at danne et parallelogram. Vektoren fra deres haler til det modsatte hjørne af parallelogrammet er lig med summen af de oprindelige vektorer. Vektoren mellem deres hoveder (med udgangspunkt i den vektor, der trækkes fra) er lig med deres forskel.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Der er to forskellige måder at multiplicere to vektorer sammen på. Kryds- eller vektorproduktet resulterer i en anden vektor, der betegnes v × w. Krydsproduktets størrelse er givet ved |v × w| = vw sin θ, hvor θ er den mindre vinkel mellem vektorerne (med deres “haler” placeret sammen). Retningen af v × w er vinkelret på både v og w, og dens retning kan visualiseres med højrehåndsreglen, som vist i figuren. Krydsproduktet bruges ofte til at få en “normal” (en linje vinkelret) på en overflade i et punkt, og det forekommer i beregningen af drejningsmomentet og den magnetiske kraft på en ladet partikel i bevægelse.

højrehåndsregel for vektor-krydsprodukt

Det almindelige, eller prik-, produkt af to vektorer er simpelthen et endimensionelt tal, eller skalar. I modsætning hertil resulterer krydsproduktet af to vektorer i en anden vektor, hvis retning er ortogonal til begge de oprindelige vektorer, som illustreret ved højrehåndsreglen. Størrelsen, eller længden, af krydsproduktets vektor er givet ved vw sin θ, hvor θ er vinklen mellem de oprindelige vektorer v og w.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Få et Britannica Premium-abonnement og få adgang til eksklusivt indhold. Abonner nu

Den anden måde at gange to vektorer sammen på kaldes et punktprodukt, eller nogle gange et skalarprodukt, fordi det resulterer i et skalar. Punktproduktet er givet ved v ∙ w = vw cos θ, hvor θ er den mindre vinkel mellem vektorerne. Punktproduktet bruges til at finde vinklen mellem to vektorer. (Bemærk, at punktproduktet er nul, når vektorerne er vinkelrette.) En typisk fysisk anvendelse er at finde det arbejde W, der udføres af en konstant kraft F, der virker på et objekt d i bevægelse; arbejdet er givet ved W = Fd cos θ.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.