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Zusammenfassung

Multiplikation einer Zahl mit einem Vektor

Die skalare Multiplikation eines Vektors kann man graphisch mit Pfeilen und rechnerisch mit n-Tupeln deuten:

Die Multiplikation einer Zahl (Skalar) $t$ mit einem Vektor $\vec{a}=\begin{pmatrix}a_1\\a_2\\a_3\end{pmatrix}$ heißt skalare Multiplikation und ist komponentenweise definiert: $$t\cdot\vec{a}=t\cdot\begin{pmatrix}a_1\\a_2\\a_3\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}t\cdot a_1\\t\cdot a_2\\t\cdot a_3\end{pmatrix}.$$

Die obige Definition ist deshalb sinnvoll, weil sie genau der Verlängerung des Vektorpfeils entspricht:

Graphisch bedeutet die skalare Multiplikation einer Zahl $t$ mit dem Vektoren $\vec{a}=\begin{pmatrix}a_1\\a_2\\a_3\end{pmatrix}$, dass der Vektor um $t$ verlängert wird:

  • $2\cdot\vec{a}$ ist doppelt so lang wie $\vec{a}$.
  • $3\cdot\vec{a}$ ist dreimal so lang wie $\vec{a}$.
  • $1\cdot\vec{a}$ ist genauso lang wie $\vec{a}$.
  • $0\cdot\vec{a}$ hat die Länge 0 ist also der Nullvektor $\vec{0}$.
  • $-1\cdot\vec{a}$ ist genauso lang wie $\vec{a}$ und hat die umgekehrte Orientierung. Man schreibt einfach $-\vec{a}$ und nennt diesen Vektor Gegenvektor von $\vec{a}$.
  • $-4\cdot\vec{a}$ ist viermal so lang wie $\vec{a}$ und hat die umgekehrte Orientierung.

Der Vektor wird sozusagen "skaliert".

Die beiden obigen Erklärungen gelten analog auch für zweidimensionale Vektoren $\vec{a}=\begin{pmatrix}a_1\\a_2\end{pmatrix}$ und $\vec{b}=\begin{pmatrix}b_1\\b_2\end{pmatrix}$. Hierauf bezieht sich das folgende Beispiel:

Du kannst an den violetten Punkten die Vektoren anpassen:

Dabei stellst du fest, dass die beiden roten Vektoren identisch sind.

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