Mục lục bài họcĐang ở d07-b3
Vectors in the Plane
A quantity with direction
A vector $\vec v=\langle a,b\rangle$ stores a magnitude and a direction in one object. Its length is $\lVert\vec v\rVert=\sqrt{a^2+b^2}$; its direction angle $\theta$ satisfies $\tan\theta=\frac{b}{a}$ (quadrant checked by the signs of $a,b$). Conversely, a vector of magnitude $r$ at angle $\theta$ has components $\langle r\cos\theta,\ r\sin\theta\rangle$.
Algebra: addition is componentwise, $\langle a,b\rangle+\langle c,d\rangle=\langle a+c,\ b+d\rangle$; a scalar stretches, $k\langle a,b\rangle=\langle ka,kb\rangle$, flipping direction when $k<0$. Geometrically, $\vec u+\vec v$ is the tip-to-tail diagonal — and $\lVert\vec u+\vec v\rVert$ is almost never $\lVert\vec u\rVert+\lVert\vec v\rVert$.
Dot product: $\vec u\cdot\vec v=u_1v_1+u_2v_2=\lVert\vec u\rVert\lVert\vec v\rVert\cos\theta$. It outputs a scalar and answers the angle question: positive means acute, zero means perpendicular, negative means obtuse.
Position vectors: a particle with position $\vec r(t)=\langle x(t),y(t)\rangle$ ties this topic back to parametrics — displacement from $t_1$ to $t_2$ is the single vector $\vec r(t_2)-\vec r(t_1)$.
Vectơ $\vec v=\langle a,b\rangle$ gói độ lớn và hướng vào một đối tượng: độ dài $\lVert\vec v\rVert=\sqrt{a^2+b^2}$, góc hướng lấy từ $\tan\theta=\frac{b}{a}$ nhưng phải soi dấu của $a,b$ để chọn đúng góc phần tư — máy tính chỉ trả góc trong $(-90°,90°)$.
Cộng theo từng thành phần; nhân vô hướng $k$ kéo giãn độ dài $|k|$ lần và đảo hướng khi $k<0$. Về hình, $\vec u+\vec v$ là đường chéo nối đuôi–ngọn, và $\lVert\vec u+\vec v\rVert$ hầu như không bao giờ bằng $\lVert\vec u\rVert+\lVert\vec v\rVert$ — chỉ bằng khi hai vectơ cùng hướng.
Tích vô hướng $\vec u\cdot\vec v=u_1v_1+u_2v_2=\lVert\vec u\rVert\lVert\vec v\rVert\cos\theta$ trả về một con số, không phải một vectơ — và con số đó đọc được góc: dương là nhọn, bằng $0$ là vuông góc, âm là tù.
Vectơ vị trí $\vec r(t)=\langle x(t),y(t)\rangle$ nối thẳng về bài 1: độ dời từ $t_1$ đến $t_2$ là $\vec r(t_2)-\vec r(t_1)$ — một vectơ duy nhất, bất kể đường đi cong queo thế nào.
Hai lực $\vec F_1,\vec F_2$ có độ lớn $4$ N và $3$ N, hợp với nhau góc $60°$. Tính độ lớn hợp lực $\vec F_1+\vec F_2$.
Không cần toạ độ — bình phương độ dài luôn khai triển được bằng tích vô hướng:
$$\lVert\vec F_1+\vec F_2\rVert^2=\lVert\vec F_1\rVert^2+2\,\vec F_1\cdot\vec F_2+\lVert\vec F_2\rVert^2$$Với $\vec F_1\cdot\vec F_2=4\cdot3\cos 60°=6$:
$$\lVert\vec F_1+\vec F_2\rVert^2=16+2(6)+9=37\ \Rightarrow\ \lVert\vec F_1+\vec F_2\rVert=\sqrt{37}\approx 6{,}08\text{ N}$$Chú ý kết quả nhỏ hơn $4+3=7$: cộng độ lớn kiểu số học chỉ đúng khi góc bằng $0°$.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Parameters, Vectors, and Matrices gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.