Vektorer: produkt av tall og vektor

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk for videregående skole og oppover på høyskolenivå. Alle som føler trangen er velkommen til å svare.

Moderators: Aleks855, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa, DennisChristensen, Emilga

PiaR
Cantor
Cantor
Posts: 119
Joined: 12/11-2012 23:09

Nebuchadnezzar wrote:http://www.matematikk.net/ressurser/per ... hp?aid=356

Du vet at [tex]a \cdot b = 24.6[/tex], og ellers er det bare å løse formelen med tanke på vinkelen og sette inn verdiene.
Det er her jeg står fast. Jeg har forsøkt å finne vinkelen ved f. eks å dele skalarproduktet på [tex]\vec{a} \cdot \vec{b}[/tex], men får en for lav vinkel... :?
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Posts: 5648
Joined: 24/05-2009 14:16
Location: NTNU

Husk at kalukulatoren din må stå på deg og ikke rad.
Løser du formelen får i hvertfall jeg

[tex] \theta = \arccos \left( \frac{a \, \cdot \, b}{|a| \cdot |b|}\right) [/tex]

som gir meg en fornuftig vinkel når en setter inn tallene =)
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
PiaR
Cantor
Cantor
Posts: 119
Joined: 12/11-2012 23:09

Nebuchadnezzar wrote:Husk at kalukulatoren din må stå på deg og ikke rad.
Løser du formelen får i hvertfall jeg

[tex] \theta = \arccos \left( \frac{a \, \cdot \, b}{|a| \cdot |b|}\right) [/tex]

som gir meg en fornuftig vinkel når en setter inn tallene =)
Innstilte den på deg tidligere i dag, men jeg får likevel feil. Fasiten sier 34,9 grader.

Men i posten din står det "arccos" - er det noe man skal taste inn på kalkulatoren? Jeg trykker bare "cos"-knappen..

Siden det i oppgaveteksten står at [tex]\vec{a}[/tex] har lengden 6, betyr det også at [tex]\vec{|a|}[/tex] = 6? Jeg kjenner jeg blir veldig forvirret når jeg har forsøkt på oppgaven så mange ganger og stadig får feil svar... :?
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Posts: 5648
Joined: 24/05-2009 14:16
Location: NTNU

Husk at du må bruke cosinus-invers og ikke cosinus.
Om vi skal eksempelvis løse følgende likning for x så gjør vi det på følgende måte

[tex]a = b \cdot \cos(x)[/tex]

[tex]\frac{a}{b} = \cos(x)[/tex]

[tex]\cos^{-1} \left( \frac{a}{b} \right) = \cos^{-1}\bigl( \cos(x) \bigr)[/tex]

[tex]\cos^{-1} \left( \frac{a}{b} \right) = x[/tex]

Og husk på at

[tex]\cos^{-1}(x) = \arccos(x) [/tex]
[tex]\cos(x)^{-1} = \frac{1}{\cos(x)}[/tex]

Antakeligvis har nok ikke kalkulatoren din noen arccos knapp, men heller en cos^-1 knapp =)

EDIT: Dersom [tex]a[/tex] har lengden [tex]6[/tex] så betyr det at [tex]\left| \vec{a} \right| = 6[/tex], ja.
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
PiaR
Cantor
Cantor
Posts: 119
Joined: 12/11-2012 23:09

Nebuchadnezzar wrote:Husk at du må bruke cosinus-invers og ikke cosinus.
Om vi skal eksempelvis løse følgende likning for x så gjør vi det på følgende måte

[tex]a = b \cdot \cos(x)[/tex]

[tex]\frac{a}{b} = \cos(x)[/tex]

[tex]\cos^{-1} \left( \frac{a}{b} \right) = \cos^{-1}\bigl( \cos(x) \bigr)[/tex]

[tex]\cos^{-1} \left( \frac{a}{b} \right) = x[/tex]

Og husk på at

[tex]\cos^{-1}(x) = \arccos(x) [/tex]
[tex]\cos(x)^{-1} = \frac{1}{\cos(x)}[/tex]

Antakeligvis har nok ikke kalkulatoren din noen arccos knapp, men heller en cos^-1 knapp =)

EDIT: Dersom [tex]a[/tex] har lengden [tex]6[/tex] så betyr det at [tex]\left| \vec{a} \right| = 6[/tex], ja.
Tusen, tusen takk! Nå fikk jeg det til. Vet ikke om det var kalkulatoren, øyene eller hodet som gjorde dette så vanskelig i går, men jeg tok nå cos^-1 og 24,6/(5*6) og fikk dermed 34,9 grader! :D
PiaR
Cantor
Cantor
Posts: 119
Joined: 12/11-2012 23:09

Hei!

Jeg har akkurat regnet en oppgave (6.250 i cosinus) og fikk feil svar. Men det jeg lurer på er om jeg kanskje har misforstått oppgaven litt..

"Punktene A(2,3) og B (5,-2) er gitt"

a) finn koordinatene til et punkt C på andreaksen som er slik at [tex]\vec{AB}[/tex] står rettvinklet på[tex] \vec{AB}[/tex].

Her fikk jeg koordinatene ([tex]\frac{11}{4},\frac{7}{4}[/tex]), men fasiten sier ([tex]0,\frac{9}{5}[/tex])

Hva menes med "et punkt C på andreaksen"?
I oppgave b) skal vi finne et punkt D på førsteaksen..
Vektormannen
Euler
Euler
Posts: 5889
Joined: 26/09-2007 19:35
Location: Trondheim
Contact:

Førsteaksen er x-aksen, andreaksen er y-aksen. (Ganske unødvendige uttrykk spør du meg...)
Elektronikk @ NTNU | nesizer
KonFuTzed
Noether
Noether
Posts: 30
Joined: 12/03-2013 16:31

"Punktene A(2,3) og B (5,-2) er gitt"

a) finn koordinatene til et punkt C på andreaksen som er slik at [tex]\vec{AC}[/tex] står rettvinklet på [tex]\vec{AB}[/tex].
"

Regner med at den ene av vektorene skulle være [tex]\vec{AC}[/tex] da kun nullvektoren er myk nok til å stå vinkelrett på seg selv. :)

Siden punktet C ligger på andreaksen har det koordinater (0, y), der vi skal finne y.

[tex]\vec{AB}=\vec{OB}-\vec{OA}=(5,-2)-(2,3)=(5-2, -2-3)=(3,-5)[/tex]

[tex]\vec{AC}=\vec{OC}-\vec{OA}=(0, y)-(2,3)=(0-2, y-3)=(-2, y-3)[/tex]

Vi vet at desse to vektorene står vinkelrett på hverandre, da er skalarproduktet av de lik null.

[tex]\vec{AC}\cdot\vec{AB}= 0[/tex]

[tex](3,-5)\cdot(-2, y-3)= 0[/tex]

[tex]3\cdot(-2)+(-5)\cdot(y-3)= 0[/tex]

[tex]-6-5y+15 = 0[/tex]

[tex]5y = 15 - 6 = 9[/tex]

[tex]y =\frac{9}{5}[/tex]
PiaR
Cantor
Cantor
Posts: 119
Joined: 12/11-2012 23:09

KonFuTzed wrote:"Punktene A(2,3) og B (5,-2) er gitt"

a) finn koordinatene til et punkt C på andreaksen som er slik at [tex]\vec{AC}[/tex] står rettvinklet på [tex]\vec{AB}[/tex].
"

Regner med at den ene av vektorene skulle være [tex]\vec{AC}[/tex] da kun nullvektoren er myk nok til å stå vinkelrett på seg selv. :)

Siden punktet C ligger på andreaksen har det koordinater (0, y), der vi skal finne y.

[tex]\vec{AB}=\vec{OB}-\vec{OA}=(5,-2)-(2,3)=(5-2, -2-3)=(3,-5)[/tex]

[tex]\vec{AC}=\vec{OC}-\vec{OA}=(0, y)-(2,3)=(0-2, y-3)=(-2, y-3)[/tex]

Vi vet at desse to vektorene står vinkelrett på hverandre, da er skalarproduktet av de lik null.

[tex]\vec{AC}\cdot\vec{AB}= 0[/tex]

[tex](3,-5)\cdot(-2, y-3)= 0[/tex]

[tex]3\cdot(-2)+(-5)\cdot(y-3)= 0[/tex]

[tex]-6-5y+15 = 0[/tex]

[tex]5y = 15 - 6 = 9[/tex]

[tex]y =\frac{9}{5}[/tex]
Tusen takk for strålende svar! Nå forstår jeg hva jeg har misforstått.
Da blir det motsatt for første-aksen, altså man får (x, 0). Har laget meg en aldri så liten huskeregel nå, hehe! :D
PiaR
Cantor
Cantor
Posts: 119
Joined: 12/11-2012 23:09

Hei!

Enda en liten oppgave jeg ikke får riktig svar på.

6.271)

I trapeset ABCD er AB parallell med DC. Videre er vinkel A=30 grader, AB= 4 og DC = 6. Vi setter [tex]\vec{a} = \vec{AB} og \vec{b}=\vec{AD}[/tex].

a) finn [tex]\vec{DC}, \vec{AC}[/tex] og [tex]\vec{BD}[/tex].

- jeg har funnet at [tex]\vec{DC} = \frac{3}{2} \vec{a}, \vec{AC} = \vec{b} + \frac{3}{2} \vec{a}[/tex] og [tex]\vec{BD} = -\vec{a} + \vec{b}[/tex].

b) Finn lengden av diagonalene [tex]\vec{AC} og \vec{BD}[/tex]

- her har jeg funnet at |[tex]\vec{BD}[/tex]| = 2,5
- men når jeg finner |[tex]\vec{AC}[/tex]| får jeg 9,3 som svar, mens fasiten sier 10,6. Kan noen si hva jeg gjør feil?

c) Finn vinkelen mellom [tex]\vec{AC}[/tex] og [tex]\vec{BD}[/tex].

- her har jeg ikke kommet i gang, siden jeg må ha riktig [tex]\vec{AC}[/tex]
KonFuTzed
Noether
Noether
Posts: 30
Joined: 12/03-2013 16:31

Det ser ut til å mangle noe i denne oppgaven, nemlig lengden av [tex]\vec b[/tex]. Uten denne lengden er ikke trapeset endelig bestemt, da kan avstanden mellom de to parallelle linjene være vilkårlig. Du kan fortsatt finne vektoruttrykk for de ulike sidene, men ikke lengder.

Ser fra din beregning av [tex]\vec{BD}=2,5[/tex], at [tex]|\vec{b}|[/tex] må være 5.

Da skulle trapeset bli slik:
Image

b)
Finn BD: Cosinussetningen gir:
(BD)[sup]2[/sup] = (AB)[sup]2[/sup] + (AD)[sup]2[/sup] - 2*(AB)*(AD)*cos(30°)
(BD)[sup]2[/sup] = 16 + 25 - 2*4*5*[tex]\frac{\sqrt{3}}{2}[/tex] = 6.3589..
BD = 2,5217... ≈ 2,52

Da kan vi beregne AE og DE (se figuren):
AE = AD * cos(30°) = 4,33
DE = AD * sin(30°) = 5*0,5 = 2,5
Merk at punkt B og E ikke er det samme, da DB = 2,52, som avrundes til 2,5

CDEF er et rektangel, dvs alle de fire vinklene er 90°, sidene EF = DC = 6, og CF = DE = 2,5

Det gir AF = AE + |DC| = 4,33 + 6 = 10,33

Dermed finner vi AC ved hjelp av Pytagoras ([tex]\angle{AFC}[/tex]=90°):

[tex]AC=\sqrt{(AF)^2 + (CF)^2}=\sqrt{(10,33)^2 + (2,5)^2}=10,628[/tex]

c)

[tex]\angle{ADG}=\angle{BAD}=30[/tex]°, der G ligger til venstre for D langs forlengelsen av CD.

[tex]\angle{ADB}[/tex] kan vi regne ut ved hjelp av cosinussetningen:
[tex]cos(\angle{ADB})=\frac{(AD)^2+(DB)^2-(AB)^2}{2\cdot\|AD|\cdot\|DB|}=\frac{5^2+(2,52)^2-4^2}{2\cdot{5}\cdot(2,52)}=0,609...[/tex]
Som gir: [tex]\angle{ADB}=52,47[/tex]°
Dermed kan vi finne [tex]\angle{BDC}[/tex], side disse tre tilsamme er 180°.
[tex]\angle{BDC}=180^\circ - 30^\circ - \angle{ADB}=97,53[/tex]°

Da mangler vi kun [tex]\angle{ACD}[/tex], men den er lik [tex]\angle{CAF}[/tex], som vi kan regne ut, siden vi kjenner alle sidene i denne trekanten.
[tex]sin(\angle{CAF})=\frac{CF}{AC}=\frac{2,5}{10,628}=0,235...[/tex]
Som gir: [tex]\angle{ACD}=\angle{CAF}=13,6^\circ[/tex]

[tex]\angle\alpha=180^\circ- \angle{BDC} - \angle{ACD}=180^\circ - 97,53^\circ - 13,6^\circ = 68,87^\circ[/tex]

[tex]\angle\beta = 180^\circ - \angle\alpha = 111,13^\circ[/tex]

Litt at en labyrint, men det var en vei ut :)

Se også den alternative metoden beskrevet i mitt neste innlegg.
Last edited by KonFuTzed on 22/03-2013 03:57, edited 1 time in total.
PiaR
Cantor
Cantor
Posts: 119
Joined: 12/11-2012 23:09

Tusen takk for langt og godt svar :D Nå ser jeg at min utregning av vinklene ble helt feil i forhold til din, men du har fått riktig svar, så her må jeg bare lære meg samme tankegang som du. Tusen takk! Veldig god hjelp med tegningene du laget. Når man ser det slik, er det lettere å forstå :D
KonFuTzed
Noether
Noether
Posts: 30
Joined: 12/03-2013 16:31

Alltid hyggelig å hjelpe deg, siden du gir så positiv tilbakemelding.

Du kan tegne slike figurer selv, ved hjelp av et gratisprogram som heter
"Compass and Ruler", dvs "passer og linjal". Du kan laste det ned her:

http://db-maths.nuxit.net/CaRMetal/index_en.html

Det kommer til og med med norsk oversettelse, og er nokså enkelt å lære.
Når man legger inn alle linjene med riktig lengde, og passer på at vinkelen ved A er 30 grader, så kan man lese av alle de andre vinklene direkte i tegneverktøyet. Det er god hjelp til for å se at men har fått rett svar, siden jeg hverken har lærebok, oppgavesamling, eller fasit.

La meg som bonus gi deg en annen (meget slagferdig metode):
Den benytter vektorer.

La oss plassere A i origo, og legge x-aksen langs AB. Det gir A(0, 0), og B(4, 0). Ut fra de beregnede verdier får vi D(4.33, 2.5) og C(10.33, 2,5) (der jeg bruker punktum "." som desimalkomma for å unngå forveksling med komma mellom vektorkomponentene).

Vi får da:

[tex]\vec{a}=\vec{AB}=\vec{OB} - \vec{OA} = (4, 0) - (0, 0) = (4, 0)[/tex]

[tex]\vec{b}=\vec{AD}=\vec{OD} - \vec{OA} = (4.33, 2.5) - (0, 0) = (4.33, 2.5)[/tex]

Nå kan vi benytte resultatene fra a) til å beregne [tex]\vec{AC}[/tex] og [tex]\vec{BD}[/tex]

[tex]\vec{AC}=\vec{b} + \frac{3}{2}\vec{a}=(4.33, 2.5) + \frac{3}{2}(4, 0)= (4.33 + 6, 2.5 + 0) = (10.33, 2.5)[/tex]

[tex]\vec{BD}=-\vec{a}+\vec{b}=-(4, 0)+(4.33, 2.5) = (4.33 -4, 2.5) = (0.33, 2.5)[/tex]

Nå kan vi ta skalarproduktet av [tex]\vec{AC}[/tex] og [tex]\vec{BD}[/tex], og bruke det til å finne vinkelen mellom de to vektorene:
Image

[tex]cos(\angle\alpha) = \frac{\vec{AC}\cdot\vec{BD}}{|\vec{AC}| |\vec{BD}|} = \frac{(10.33, 2,5)\cdot (0.33, 2.5)}{AC*BD} = \frac{1,33*0,33 + (2,5)^2}{10,628*2,52} = 0,3606...[/tex]

som gir: [tex]\angle\alpha = 68,82^\circ[/tex]
Last edited by KonFuTzed on 22/03-2013 03:54, edited 1 time in total.
PiaR
Cantor
Cantor
Posts: 119
Joined: 12/11-2012 23:09

KonFuTzed wrote:Alltid hyggelig å hjelpe deg, siden du gir så positiv tilbakemelding.

Du kan tegne slike figurer selv, ved hjelp av et gratisprogram som heter
"Compass and Ruler", dvs "passer og linjal". Du kan laste det ned her:

http://db-maths.nuxit.net/CaRMetal/index_en.html

Det kommer til og med med norsk oversettelse, og er nokså enkelt å lære.
Når man legger inn alle linjene med riktig lengde, og passer på at vinkelen ved A er 30 grader, så kan man lese av alle de andre vinklene direkte i tegneverktøyet. Det er god hjelp til for å se at men har fått rett svar, siden jeg hverken har lærebok, oppgavesamling, eller fasit.

La meg som bonus gi deg en annen (meget slagferdig metode):
Den benytter vektorer.

La oss plassere A i origo, det gir A(0, 0). Da får vi B(4, 0), og ut fra de beregnede verdier får vi D(4.33, 2.5) og C(10.33, 2,5) (der jeg bruker punktum "." som desimalkomma for å unngå forveksling med komma mellom vektorkomponentene).

Vi får da:

[tex]\vec{a}=\vec{AB}=\vec{OB} - \vec{OA} = (4, 0) - (0, 0) = (4, 0)[/tex]

[tex]\vec{b}=\vec{AD}=\vec{OD} - \vec{OA} = (4.33, 2.5) - (0, 0) = (4.33, 2.5)[/tex]

Nå kan vi benytte resultatene fra a) til å beregne [tex]\vec{AC}[/tex] og [tex]\vec{BD}[/tex]

[tex]\vec{AC}=\vec{b} + \frac{3}{2}\vec{a}=(4.33, 2.5) + \frac{3}{2}(4, 0)= (4.33 + 6, 2.5 + 0) = (10.33, 2.5)[/tex]

[tex]\vec{BD}=-\vec{a}+\vec{b}=-(4, 0)+(4.33, 2.5) = (4.33 -4, 2.5) = (0.33, 2.5)[/tex]

Nå kan vi ta skalarproduktet av [tex]\vec{AC}[/tex] og [tex]\vec{BD}[/tex], og bruke det til å finne vinkelen mellom de to vektorene:
Image

[tex]cos(\angle\alpha) = \frac{\vec{AC}\cdot\vec{BD}}{|\vec{AC}| |\vec{BD}|} = \frac{(10.33, 2,5)\cdot (0.33, 2.5)}{AC*BD} = \frac{1,33*0,33 + (2,5)^2}{10,628*2,52} = 0,3606...[/tex]

som gir: [tex]\angle\alpha = 68,82^\circ[/tex]
Tusen takk for linken! :D Skal kose meg med den i kveld og se om jeg får det til. Alltid spennende med nye programmer. Tegningene dine var så tydelige og gode, at dette kan bli et strålende redskap om jeg får det til!

Det var en veldig oversiktlig og god måte å gjøre det på! Jeg skal lagre den og gjøre det samme måte :D
Post Reply