20. SIRGE VÕRRANDID. Joonis 20.1
|
|
- Κύμα Παπαφιλίππου
- 6 χρόνια πριν
- Προβολές:
Transcript
1 κ ËÁÊ Â Ì Ë Æ Á 20. SIRGE VÕRRANDID Sirget me võime vaadelda kas tasandil E 2 või ruumis E 3. Sirget vaadelda sirgel E 1 ei oma mõtet, sest tegemist on ühe ja sama sirgega. Esialgu on meie käsitlus nii E 2 ja E 3 korral ühesugune. Seetõttu me E 2 ja E 3 asemel kirjutame E. Samuti vektorruumide E 2 ja E 3 asemel kirjutame E. Sirge fikseerimiseks tasandil (ruumis) on mitmeid võimalusi. Näiteks tema kahe erineva punkti abil. Tavaliselt kasutatakse järgmist võimalust: sirgel fikseeritakse üks punkt ja nullvektorist erineva vektori abil antakse sirge siht. Seda vektorit nimetatakse sirge sihivektoriks. Tähistame edaspidi sirget tähega s ning temal punkti ja sihivektorit vastavalt A ja s abil. Punkt X on sirge s punkt, kui vektor AX on sirge poolt indutseeritud ühemõõtmelise vektorruumi vektor (vt. joonist 20.1). s A AX X s s A Joonis 20.1 Selle vektorruumi baasiks kõlbab vektor s, sest ta pole nullvektor. Seega AX = t s, t R. (20.1) Et saada sirge s kõik punktid, tuleb nn. parameetril t lasta muutuda reaalarvude hulgal R. Võrrandit (20.1) nimetame sirge s parameetriliseks vektorvõrrandiks. Teda võime kirjutada ka järgmiselt: s = {X AX = t s, t R} 156
2 ehk s : AX = t s, t R. (20.2) Juhime tähelepanu sellele, et sirgel s on parameetrilisi vektorvõrrandeid lõpmatult palju, sest juba punkti A fikseerimiseks sirgel s on lõpmatult palju võimalusi. Samuti võib sihivektori s asendada mistahes teise vektoriga s = k s, kus k võib olla mistahes nullist erinev reaalarv, ilma et sirge muutuks. Anname sirge võrrandile (20.2) uue temaga samaväärse kuju. Selleks fikseerime mingi punkti O E, mida nimetame pooluseks. Definitsioon Punkti X E kohavektoriks pooluse O suhtes nimetatakse vektorit OX. Vektorite liitmise definitsiooni kohaselt (vt. joonist 20.2) OX = OA + AX. (20.3) s A t s X s a x O s : x = a + t s Joonis 20.2 Siin vektorid OA ja OX on sirge s fikseeritud punkti A ja suvalise punkti X kohavektorid. Edaspidi tähistame neid kohavektoreid lühemalt a := OA, x := OX. Seega valem (20.3) saab sirge võrrandi (20.2) abil kuju Sirge võrrandit x = a + AX = x = a + t s. s : x = a + t s, t R (20.4) nimetatakse sirge parameetriliseks vektorvõrrandiks punktide kohavektorite kaudu. Kui võrrandis (20.4) parameeter t muutub reaalarvude hulgal R, siis seotud vektori OX x otspunkt X kirjeldab sirge s. 157
3 Järgnevas anname sirge vektorvõrrandi koordinaatide abil. Viime arutelu läbi ruumis E 3. Tasandi E 2 korral on arutelu samasugune. Seetõttu jätame selle lugeja hooleks. Võtame ruumis E 3 mistahes reeperi {O; e 1, e 2, e 3 }. Reeperi alguspunkti (kui pooluse) O suhtes tekivad punktide A ja X kohavektorid a := OA, x := OX. Avaldades need vektorid reeperisse kuuluva baasi { e 1, e 2, e 3 } kaudu, saame avaldised a =a 1 e 1 + a 2 e 2 + a 3 e 3 a = (a 1, a 2, a 3 ), (20.5) x =x 1 e 1 + x 2 e 2 + x 3 e 3 x = (x 1, x 2, x 3 ). Definitsiooni 16.9 kohaselt on kohavektorite a ja x koordinaadid vastavalt punktide A ja X koordinaadid. Seega A(a 1, a 2, a 3 ), X(x 1, x 2, x 3 ). Kuna punkt A on fikseeritud punkt, siis tema koordinaate a 1, a 2 ja a 3 tuleb vaadelda antuna. Reeperisse kuuluva baasi { e 1, e 2, e 3 } suhtes saame leida ka sihivektori s koordinaadid, avaldades ta baasi kaudu: s = s 1 e 1 + s 2 e 2 + s 3 e 3 s = (s 1, s 2, s 3 ). (20.6) Sihivektori s koordinaate tuleb samuti vaadelda kui antud reaalarve. Kuna sihivektor s pole nullvektor, siis kõik tema koordinaadid pole nullid, sest vastasel juhul s = 0 e e e 3 = 0, mis on lubamatu. Teisendame eelnevalt sirge vektorvõrrandit: x = a + t s a + t s x = 0 a + t s + ( 1) x = 0. Teeme nüüd siia asendused valemitest (20.5) ja (20.6). Saame a 1 e 1 + a 2 e 2 + a 3 e 3 + t(s 1 e 1 + s 2 e 2 + s 3 e 3 ) + ( 1)(x 1 e 1 + x 2 e 2 + x 3 e 3 ) = 0 ehk (a 1 + ts 1 x 1 ) e 1 + (a 2 + ts 2 x 2 ) e 2 + (a 3 + ts 3 x 3 ) e 3 = 0. (20.7) 158
4 Me tahame näidata, et viimases baasivektorite e 1, e 2 ja e 3 kordajad on võrdsed nulliga. See on tõepoolest nii, sest baas { e 1, e 2, e 3 } on definitsiooni 10.1 kohaselt lineaarselt sõltumatu. Definitsiooni 9.1 kohaselt on seetõttu võrrandil ξ 1 e 1 + ξ 2 e 2 + ξ 3 e 3 = 0 ainult null-lahend ξ 1 = 0, ξ 2 = 0 ja ξ 3 = 0. Seega valemis (20.7) kordajad ei ole viimase võrrandi mingi teine lahend, vaid null-lahend. Seega millest a 1 + ts 1 x 1 = 0, a 2 + ts 2 x 2 = 0, a 3 + ts 3 x 3 = 0, x 1 =a 1 + ts 1 s : x 2 =a 2 + ts 2, t R. (20.8) x 3 =a 3 + ts 3 Viimaseid võrrandeid nimetame sirge s parameetrilisteks võrranditeks koordinaatides. Iga konkreetse t = t korral saame leida valemi (20.8) abil x 1 =a 1 + t s 1, x 2 =a 2 + t s 2, x 3 =a 3 + t s 3, mis määravad sirgel s punkti X = X koordinaatidega x 1, x 2 ja x 3. Näiteks t = 0 korral võrranditest (20.8) saame x 1 = a 1, x 2 = a 2 ja x 3 = a 3, mis on sirge andmiseks kasutatud punkti A koordinaadid. Enne kui läheme edasi oma arutlustega, teeme ühe tähelepaneku, mis edaspidi lihtsustab meie tööd. Võrreldes valemit (20.4) ja sama valemit (20.8) koordinaatides, paneme tähele, et viimase saamiseks tuleb valemis (20.4) jätta ära kõikjalt vektori märk ning varustada nüüd juba endised vektorid koordinaatide indeksitega, tasandi korral indeksitega 1 ja 2 ning ruumi korral indeksitega 1, 2 ja 3. Järgnevas leiame sirge jaoks veel ühed võrrandid, esialgu küll eeldusel, et sirge s sihivektori s kõik koordinaadid on nullist erinevad. Seega s 1 0, s 2 0 ja s 3 0. Sirge parameetrilistest võrranditest (20.8) igaühest saame avaldada parameetri t. Saame t = x 1 a 1 s 1, t = x 2 a 2 s 2, t = x 3 a 3 s
5 Tehtud eeldusel siin jagamised on teostatavad. Kuna vasakud pooled on võrdsed, siis on võrdsed ka paremad pooled. Me saame s : x 1 a 1 s 1 = x 2 a 2 s 2 = x 3 a 3 s 3. (20.9) Olgugi et viimane on kolmest võrrandist x 1 a 1 s 1 = x 2 a 2 s 2, x 1 a 1 s 1 = x 3 a 3 s 3, x 2 a 2 s 2 = x 3 a 3 s 3 koosnev süsteem, siiski olulisi võrrandeid on kaks, kolmas on juba järeldus. Osutub, et valemit (20.9) saab kasutada ka siis, kui sihivektori mõni koordinaat on võrdne nulliga. Sel korral jagamine nulliga pole muidugi teostatav, vaid tuleb teha teatavad kokkulepped. Sihivektori koordinaatidest võib võrduda nulliga ülimalt kaks, et sihivektor s oleks ikka veel nullvektorist erinev. Selgitame öeldut lähemalt. Olgu esmalt sihivektoril s näiteks s 3 = 0, aga s 1 0 ja s 2 0. Võrranditest (20.8) ainult kahest esimesest saame avaldada parameetri t, saades Viimane võrrand saab kuju x 1 a 1 s 1 = x 2 a 2 s 2. x 3 a 3 = 0. Seega saame Formaalselt valem (20.9) näeb välja x 1 a 1 s 1 = x 2 a 2 s 2 x 3 a 3 = 0. (20.10) x 1 a 1 = x 2 a 2 = x 3 a 3 s 1 s 2 0. (20.11) x Muidugi 3 a 3 0 ei ole teostatav. Teeme kokkuleppe: kui valemis (20.11) kuskil nimetajas on teostamatu jagamine nulliga, siis jätame valemis (20.11) selle osa ära ning lugeja võtame võrdseks nulliga. Seega võrrand (20.11) 160
6 saab kuju (20.10). Oletame nüüd, et sihivektoril on nüüd kaks koordinaati võrdsed nulliga, näiteks s 2 = 0 ja s 3 = 0, siis s 1 0. Valemist (20.8) saame x 2 a 2 = 0, x 3 a 3 = 0. (20.12) Esimesest saab küll avaldada t, saades t = x 1 a 1 s 1, aga paraku pole teda mitte millegagi võrduma panna. Seega saame ainult (20.12). Seega x 1 a 1 = x 2 a 2 s 1 0 = x 3 a 3 0 andis (20.12). Kokkuvõtvalt tehtud kokkuleppe raames saame võrrandeid (20.9) kasutada kõikidel juhtudel. Sirge võrrandeid (20.9) nimetame sirge kanoonilisteks võrranditeks. Sellega see ühisosa, kus sirge võrrandid on oma olemuselt ruumis ja tasandil ühesugused, on ammendatud. Tasandil muidugi kolmandaid koordinaate ei ole. Tasandil asuval sirgel on veel terve rida võrrandeid. Seejuures igaühel neist sirge võrranditest on oma eelised. Interpreteerimaks neis võrrandites kordajaid eeldame, et tasandi reeper {O; e 1, e 2 } on järgnevas kuni selle paragrahvi lõpuni ristreeper. Seega kasutatavad koordinaadid on ristkoordinaadid. Lähtume sirge parameetrilistest võrranditest (20.8), mis tasandi korral on järgmised { x1 =a 1 + ts 1 s :. (20.13) x 2 =a 2 + ts 2 Püüame viimastes parameetrist t lahti saada. Selleks korrutame esimest võrrandit sihivektori teise koordinaadiga s 2 ja teist sihivektori esimese koordinaadiga s 1 ning seejärel lahutame esimesest võrrandist teise. Me saame s : s 2 x 1 + ( s 1 )x 2 (s 2 a 1 s 1 a 2 ) = 0. Tähistame siin konstante järgmiselt A 1 := s 2, A 2 := s 1, A 3 := (s 2 a 1 s 1 a 2 ). (20.14) Saame s : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 = 0. (20.15) 161
7 Kuna s 0, siis valemis (20.15) ei ole valemi (20.14) tõttu kordajad A 1 ja A 2 korraga võrdsed nulliga. Seega saadud sirge võrrand (20.15) on x 1 ja x 2 suhtes esimese astme võrrand. Seda sirge võrrandit nimetame sirge üldvõrrandiks. Osutub, et ühel ja samal sirgel on palju üldvõrrandeid. Selgitame öeldut. Eespool määrasime sirge temal fikseeritud punkti A ja sihivektori s abil. Me võime punkti A s asendada mistahes teise punktiga A (a 1, a 2) sellel sirgel. Sihivektori s = (s 1, s 2 ) 0 võime aga asendada mistahes uue vektoriga s = k s, k R\{0}. Kui tähistada s = (s 1, s 2), siis teoreemi 10.3 kohaselt s 1 = ks 1, s 2 = ks 2. (20.16) Uue punkti A koordinaadid saame sirge parameetrilistes võrrandites (20.13) parameetri sobival fikseerimisel t = t o. Saame a 1 = a 1 + t o s 1, a 2 = a 2 + t o s 2. (20.17) Sama sirge s uuteks parameetrilisteks võrranditeks on s : { x1 =a 1 + ts 1, x 2 =a 2 + ts 2. (20.18) Võrrandid (20.13) ja (20.18) on mõlemad sama sirge parameetrilised võrrandid. Nende sisuline erinevus seisneb selles, et nad hakkavad sirgele punkte paigutama parameetri t muutumisel reaalarvude hulgas erinevalt. Lõpptulemuseks on ikkagi sama sirge. Leiame nüüd võrrandite (20.18) abil meie sirge üldvõrrandi. Analoogiliselt võrrandi (20.15) tuletamisele, saame s : A 1x 1 + A 2x 2 + A 3 = 0, (20.19) kus A 1 = s 2, A 2 = s 1, A 3 = (s 2a 1 s 1a 2). 162
8 Selgitame, mille poolest erinevad sama sirge s üldvõrrandid (20.15) ja (20.19). Abiks on seejuures valemid (20.16) ja (20.17). Me saame ja Seega saime A 1 = s 2 = ks 2 = ka 1, A 2 = s 1 = k( s 1 ) = ka 2 A 3 = (s 2a 1 s 1a 2) = k(s 2 a 1 s 1 a 2) = k[s 2 (a 1 + t o s 1 ) s 1 (a 2 + t o s 2 )] = k( (s 2 a 1 s 1 a 2 )) = ka 3. A 1 = ka 1, A 2 = ka 2, A 3 = ka 3, k R\{0}. (20.20) Saime, et kui sirge mingit üldvõrrandit korrutada läbi mistahes nullist erineva reaalarvuga, siis saame ikkagi sama sirge üldvõrrandi. Tänu valemitele (20.20) saame öelda, et kui sirge üldvõrrandis mõni kordajatest A 1, A 2 ja A 3 on võrdne nulliga (ei ole võrdne nulliga), siis on see nii ka tema mistahes teises üldvõrrandis, s.o. A i = 0 A i = 0, A i 0 A i 0, i N 3. Definitsioon Vektorit n = (A 1, A 2 ) nimetatakse sirge s : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 = 0 normaalvektoriks. Kuna sihivektori kõik koordinaadid ei ole korraga nullid, siis normaalvektor ei ole nullvektor. Osutub, et normaalvektor on risti sirgega. Selles veendumiseks on küllaldane näidata, et sirge normaal- ja sihivektor on risti (vt. joonist 20.3). e 2 s O n = (A 1, A 2 ) n e 1 s Joonis
9 Omaduse 17.6 tõttu on vaja näidata, et skalaarkorrutis n, s võrdne nulliga. See on tõesti nii, sest on n, s = A 1 s 1 + A 2 s 2 = s 2 s 1 s 1 s 2 = 0. Nüüd selgitame, mida võime öelda sirge asendi kohta koordinaattelgede suhtes, kui tema üldvõrrandis mõni kordaja on võrdne nulliga. Enne kui me seda teeme, anname koordinaattelje mõiste. Definitsioon Sirget, mis läbib reeperi alguspunkti O ja mille sihivektoriks on vektor e i, nimetame koordinaatteljeks. Tasandi korral määrab reeper {O; e 1, e 2 } kaks koordinaattelge ja ruumi korral määrab reeper {O; e 1, e 2, e 3 } aga kolm koordinaattelge. Punkti O ja e i poolt määratud koordinaattelge nimetame O e i -teljeks ehk x i -teljeks. Hakkame nüüd analüüsima sirge asendit koordinaattelgede suhtes. Kui A 3 = 0, siis sirge üldvõrrand (20.15) saab kuju s : A 1 x 1 + A 2 x 2 = 0. Näeme, et ristreeperi {O; e 1, e 2 } alguspunkti O(0, 0) koordinaadid rahuldavad viimast võrrandit. Seega A 3 = 0 = O s. Kehtib ka vastupidi. Kui O s, siis tema koordinaadid rahuldavad üldvõrrandit (20.15), s.o. Saime (vt. joonist 20.4) A A A 3 = 0 = A 3 = 0. e 2 e 2 s O e 1 A 3 = 0 O s s O e 1 A 3 0 O s Joonis
10 A 3 = 0 O s. Viimasest saame A 3 0 O s. Olgu nüüd sirge üldvõrrandis A 2 = 0, s.o. s : A 1 x 1 + A 3 = 0. (20.21) Valemi (20.14) tõttu on s 1 = 0. Sirge sihivektori kohta saame s = 0 e 1 + s 2 e 2 = s 2 e 2 = s = s 2 e 2. Siin s 2 0, sest s 0. Näeme, et sirge sihivektor on kollineaarne teise baasivektoriga. Teisiti öelduna sirge on paralleelne või ühtub koordinaatteljega O e 2 ehk x 2 -teljega. Täpsemalt: meie sirge on paralleelne (ühtub) x 2 -teljega, kui O s (O s), s.o. A 3 0 (A 3 = 0). Praeguse sirge üldvõrrandi (20.21) asemele võtame samaväärse võrrandi, mis 1 saadakse temast nullist erineva kordajaga A 1 läbikorrutamisel. Me saame x 1 = b 1, (20.22), kus b 1 = A 3 A 1. e 2 e 2 O e 1 e 1 s s x 1 = b 1, b 1 0 x 1 = 0 Joonis
11 Kui b 1 0, s.o. A 3 0, siis sirge võrrand (20.22) on x 2 -teljega paralleelse sirge võrrand. Kui b 1 = 0, s.o. A 3 = 0, siis võrrand x 1 = 0 on x 2 -telje võrrand (vt. ka joonist 20.5). Lugeja hooleks jätame analüüsida juhu A 1 = 0. Märgime ainult seda, et sirge on paralleelne x 1 -teljega või ühtub temaga. Paralleelsus realiseerub O s ehk A 3 0 korral ja ühtumine O s ehk A 3 = 0 korral. Esimesel juhul (teisel juhul) on sirge võrrandiks (vt. joonist 20.6) x 2 = b 2, b 2 0 (x 2 = 0). s e 2 s e 2 e 1 O s e 1 x 2 = b 2, b 2 0 x 2 = 0 Joonis 20.6 Definitsioon Me ütleme, et tasandil olev sirge on reeperi suhtes üldasendis, kui ta ei läbi reeperi alguspunkti ja ei ole paralleelne kummagi koordinaatteljega. Seega sirge on üldasendis, kui tema üldvõrrandis (20.15) kõik kordajad on nullist erinevad, s.o. A 1 0, A 2 0 ja A 3 0. Osutub, et tasandil oleval sirgel on veel teisigi võrrandeid. Järgnevas vaatleme sirgeid, mille üldvõrrandis kordaja A 2 ei ole null. Seega vaatluse alt jäävad välja sirged, mis on paralleelsed x 2 -teljega või ühtuvad temaga. Valime selliste sirgete üldvõrrandite (20.19) seast välja sellise, et x 2 kordaja on 1. Seega võrrandit (20.15) tuleb korrutada reaalarvuga 1 A 2. Saame A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 = 0 = x 2 = 166 ( A ) ( 1 x 1 + A ) 3. A 2 A 2
12 Kuna A 2 0, siis jagatised eksisteerivad. Seega sirge võrrandiks me saame a := A 1 A 2, b := A 3 A 2. (20.23) s : x 2 = ax 1 + b. (20.24) Sirge võrrandit (20.24) nimetame sirge taandatud võrrandiks. Selgitame taandatud võrrandis (20.24) kordajate a ja b sisu (vt. joonist 20.7). s B(0, b) α e 2 s α O e 1 x 2 = ax 1 + b; a = tan α Joonis 20.7 Kuna sirge s ei ole paralleelne x 2 -teljega, siis ta lõikab teda mingis punktis B. Kuna see punkt asub x 2 -teljel ja sirgel s, siis tema koordinaadid tuleb leida lineaarvõrrandisüsteemist { { x1 =0 x 2 =ax 1 + b = x1 =0 x 2 =b = B(0, b). Seega sirge taandatud võrrandi (20.24) vabaliige b on punkti B teine koordinaat. Leiame x 2 -teljest välja eralduva lõigu OB nn. telglõigu pikkuse. Kuna OB = (0, b), siis OB = OB = 02 + b 2 = b 2 = b = OB = b. 167
13 Seega sirge taandatud võrrandis (20.24) vabaliikme b absoluutväärtus on x 2 -telje telglõigu pikkus. Kordajat b sirge taandatud võrrandis (20.24) nimetatakse sirge s algordinaadiks. Asume nüüd kordaja a uurimisele. Valemite (20.23) ja (20.14) abil saame a = A 1 = s 2 = s sin ( s, e 1 ) A 2 s 1 s cos ( s, e 1 ) = tan ( s, e 1 ) = = a = tan ( s, e 1 ). (20.25) Siin nurk α := ( s, e 1 ) on nurk sirge sihivektori ja esimese baasivektori vahel. Nurka α nimetame sirge s tõusunurgaks ja kordajat a tõusuks. Valemist (20.25) näeme, et sirge tõus on võrdne tõusunurga tangensiga. Sirge taandatud võrrandi kohta öeldakse ka täpsemalt, et sirge taandatud võrrand on antud tõusu ja algordinaadi abil. Anname veel ühe sirge võrrandi. Seda ei saa anda kõigi sirgete jaoks. Sirge peab olema üldasendis. Lähtume sirge üldvõrrandist (20.15), s.o. s : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 = 0. Valime sellise üldvõrrandi, et vabaliige A 3 oleks 1. Selleks tuleb viimast üldvõrrandit korrutada reaalarvuga 1 A 3. Viimane eksisteerib A 3 0 tõttu. Me saame ( s : A ) ( 1 x 1 + A ) 2 x 2 = 1 A 3 A 3 ehk s : x 1 A 3 A 3 A 1 + x 2 A 2 = 1. See protseduur on ka võimalik, sest ka A 1 0 ja A 2 0. Tähistame Sirge võrrand saab kuju p 1 := A 3 A 1, p 2 := A 3 A 2. x 1 p 1 + x 2 p 2 = 1. Saadud sirge võrrandit nimetatakse sirge võrrandiks telglõikudes. Selgitame siin kordajate p 1 ja p 2 sisu (vt. joonist 20.8). 168
14 P 1 (p 1,0) }{{} p 1 P 2 (0, p 2 ) e 2 e 1 }{{} p2 s Joonis 20.8 Kuna sirge on üldasendis, siis ta lõikab nii x 1 -telge kui ka x 2 -telge mingites punktides, mis erinevad reeperi alguspunktist, sest A 3 0. Tähistame lõikepunkti x 1 -teljel P 1 abil ja x 2 -teljel P 2 abil. Punkti P 1 koordinaadid saame süsteemist { x 2 =0 x 1 + x 2 = 1 = x1 =p 1 = P 1 (p 1, 0) x p 1 p 2 =0 2 ja punkti P 2 koordinaadid aga süsteemist { x 1 =0 x 1 + x 2 = 1 = x1 =0 = P 2 (0, p 2 ). x p 1 p 2 =p 2 2 Seega p 1 ja p 2 on vastavalt punktide P 1 ja P 2 esimene ja teine koordinaat. Leiame veel koordinaattelgedest välja eraldunud lõikude OP 1 ja OP 2 nn. telglõigude pikkused. Kuna OP 1 = (p 1, 0) ja OP 2 = (0, p 2 ), siis OP 1 = OP 1 = p = p 2 1 = p 1 ja OP 2 = OP 2 = p 22 = p 2 2 = p 2. Nagu näeme on telglõikude pikkused OP 1 = p 1, OP 2 = p
15 21. TASANDI VÕRRANDID Nähtavasti tasandit, mida tähistame π abil, saab vaadelda ainult ruumis E 3. Arutleme nagu sirge korral, et millised on vajalikud algandmed tasandi määramiseks. Ilmselt on selleks küllaldane teada tasandil ühte fikseeritud punkti A E 3 ning veel kahte mittekollineaarset vektorit u, v E 3 ehk samaväärselt öelduna lineaarselt sõltumatut kahevektorilist vektorsüsteemi { u, v}. Tasandit määravate lineaarselt sõltumatut vektorsüsteemi nimetatakse tasandi rihiks. Juuresoleval joonisel 21.1 on rihivektorid u ja v rakendatud punktist A. A v X π u AX = t 1 u + t 2 v Joonis 21.1 Tasandit määravate algandmete kolmik {A; u, v} ei ole mitte midagi muud kui selle tasandi reeper. Ruumi E 3 punkt X on parajasti tasandi π punkt, kui tema kohavektor AX avaldub tema reeperisse kuuluva baasi { u, v} kaudu, s.o. AX = t 1 u + t 2 v. Saame π = {X AX = t 1 u + t 2 v, t 1, t 2 R} (21.1) ehk π : AX = t 1 u + t 2 v, t 1, t 2 R. Saadud võrrandit nimetatakse tasandi parameetriliseks vektorvõrrandiks. Muutujaid t 1 ja t 2 nimetatakse aga parameetriteks. Tasandil π on võrrandeid (21.1) lõpmatult palju, sest punkti A võib tasandil π fikseerida väga erinevalt. Sama olukord on rihivektorite u ja v valikuga. 170
16 Anname tasandi võrrandi (21.1) kohavektorite abil. Pooluse O E 3 suhtes olgu punktide A ja X kohavektoreid OA ja OX tähistatud Me saame a := OA, x := OX. x = OX = OA + AX = a + t 1 u + t 2 v, t 1, t 2 R ehk π : x = a + t 1 u + t 2 v, t 1, t 2 R (21.2) (vt. joonist 21.2). X AX v u A π x a x = a + t 1 u + t 2 v O Joonis 21.2 Seda tasandi võrrandit nimetatakse tasandi π parameetriliseks vektorvõrrandiks kohavektorite abil. Kui siin sellest võrrandist saadavad vektorid x rakendada punktist O, siis nende lõpp-punktid kirjeldavad tasandi π. Leiame nüüd tasandi π võrrandi koordinaatides. Selleks tuleb ruumis fikseerida mingi reeper {O; e 1, e 2, e 3 }. Sel korral saavad nii punktid kui ka vektorid koordinaadid. Tekivad avaldised x = OX = x 1 e 1 + x 2 e 2 + x 3 e 3 X(x 1, x 2, x 3 ), a = OA = a 1 e 1 + a 2 e 2 + a 3 e 3 A(a 1, a 2, a 3 ) 171
17 ja u = u 1 e 1 + u 2 e 2 + u 3 e 3, v = v 1 e 1 + v 2 e 2 + v 3 e 3. Teeme siit asendused võrrandisse (21.2). Arutleme analoogiliselt nagu tegime eelmises paragrahvis valemist (20.4) valemi (20.8) saamisel. Me saame x 1 =a 1 + t 1 u 1 + t 2 v 1 π : x 2 =a 2 + t 1 u 2 + t 2 v 2, t 1, t 2 R. (21.3) x 3 =a 3 + t 1 u 3 + t 2 v 3 Võrrandeid (21.3) nimetatakse tasandi π parameetrilisteks võrranditeks koordinaatides. Ka tasandi parameetrilised võrrandid pole üheselt määratud, sest (nagu eespool selgitatud) pole punkti A ja rihi { u, v} valik üheselt määratud. Meie järgmiseks sammuks on saada võrranditest (21.3) tasandi selline võrrand, mis ei sisalda parameetreid t 1 ja t 2. Selleks korrutame valemis (21.3) võrrandeid vastavalt teguritega A 1 := u 2 u 3 v 2 v 3, A 2 := u 1 u 3 v 1 v 3, A 3 := u 1 u 2 v 1 v 2 (21.4) ning liidame seejärel kokku. Saame A 1 x 1 +A 2 x 2 + A 3 x 3 = (A 1 a 1 + A 2 a 2 + A 3 a 3 )+ t 1 (A 1 u 1 +A 2 u 2 + A 3 u 3 ) + t 2 (A 1 v 1 + A 2 v 2 + A 3 v 3 ). (21.5) Osutub, et siin kordajad parameetrite t 1 ja t 2 juures on võrdsed nulliga. Tõepoolest, sest A 1 u 1 + A 2 u 2 + A 3 u 3 = u 2 u 3 v 2 v 3 u 1 u 1 u 3 v 1 v 3 u 2 + u 1 u 2 v 1 v 2 u 3 = u 1 u 2 u 3 u 1 u 2 u 3 v 1 v 2 v 3 = 0 ja A 1 v 1 + A 2 v 2 + A 3 v 3 = u 2 u 3 v 2 v 3 v 1 u 1 u 3 v 1 v 3 v 2 + u 1 u 2 v 1 v 2 v 3 = 172
18 u 1 u 2 u 3 v 1 v 2 v 3 v 1 v 2 v 3 = 0. Siin arvutamisel me kasutasime determinantide omadusi. Tähistame konstanti A 4 := (A 1 a 1 + A 2 a 2 + A 3 a 3 ). Tasandi võrrand (21.5) saab kuju π : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 x 3 + A 4 = 0. (21.6) Viimases võrrandis kordajad A 1, A 2 ja A 3 ei ole korraga nullid. Seda on lihtne põhjendada, kui reeper {O; e 1, e 2, e 3 } on ristreeper. Sel korral valemist (21.4) näeme, et vaadeldavad kordajad on vektorkorrutise u v koordinaadid, s.o. u v = (A 1, A 2, A 3 ). Vektorsüsteemi { u, v} lineaarse sõltumatuse tõttu järeldusest 18.1 saame u v 0. Seega kõik tema koordinaadid ei ole korraga nullid. Nüüd võime öelda, et tasandi võrrand (21.6) on esimese astme võrrand ehk teisiti öelduna lineaarvõrrand. Tasandi võrrandit (21.6) nimetatakse tasandi üldvõrrandiks. Nagu sirge korral, ei ole ka tasandi üldvõrrand määratud üheselt. Tõestuseta ütleme, et kui muudame tasandit määravaid algandmeid, s.o. tema punkti A ja rihti { u, v} muutmata seejuures tasandit, siis tasandi üldvõrrand (21.6) korrutub teatava teguriga k R\{0}. Tegur k muutub täies ulatuses märgitud hulgas. Definitsioon Vektorit n := u v nimetatakse tasandi normaalvektoriks. Normaalvektor ei ole nullvektor ja vektorkorrutise definitsiooni tõttu on risti vektoritega u ja v, seega tasandiga. Nüüd uurime tasandi asendit reeperi suhtes, kui tema üldvõrrandis mõni kordajatest on võrdne nulliga. Kui A 4 = 0, siis tasandi üldvõrrand (21.6) on kujuga π : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 x 3 = 0. (21.7) Näeme, et reeperi {O; e 1, e 2, e 3 } alguspunkti koordinaadid, mis on võrdsed nulliga, rahuldavad võrrandit (21.7), sest A A A 3 0 = 0. Saime A 4 = 0 = O π. 173
19 Kehtib ka vastupidi. Kui O π, siis O π = A A A A 4 = 0 = A 4 = 0. Kokkuvõttes oleme näidanud, et O π A 4 = 0. Sellest valemist omakorda saame O π A 4 0. Nüüd oletame, et A 3 = 0, siis tasandi üldvõrrand (21.6) on kujuga π : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 4 = 0. (21.8) Praegu n = A 1 e 1 + A 2 e 2, mistõttu n, e 3 = A 1 e 1 + A 2 e 2, e 3 = A 1 e 1, e 3 + A 2 e 2, e 3 = A A 2 0 = 0. Seega n e 3. Saame öelda, et tasand π on paralleelne x 3 -teljega või x 3 -telg on tasandil. Esimesel juhul reeperi alguspunkt O π, s.o. A 4 0. Teisel juhul, kui x 3 -telg kuulub temale, siis O π ehk A 4 = 0. Võrrand (21.8) saab kuju π : A 1 x 1 + A 2 x 2 = 0. Lugejale jätame kontrollida juhud, kui A 2 = 0 või A 1 = 0. Meie sõnastame ainult tulemused. Kui A 2 = 0 ja A 4 0, siis tasand π : A 1 x 1 + A 3 x 3 + A 4 = 0 on paralleelne x 2 -teljega. Kui aga A 2 = 0 ja A 4 = 0, siis x 2 -telg asub tasandil π : A 1 x 1 + A 3 x 3 =
20 Kui A 1 = 0 ja A 4 0, siis tasand π : A 2 x 2 + A 3 x 3 + A 4 = 0 on paralleelne x 1 -teljega. Kui aga A 1 = 0 ja A 4 = 0, siis tasandil π : A 2 x 2 + A 3 x 3 = 0 asub x 1 -telg. Saadud tulemuste kombineerimisel saame öelda veel järgmist. Kui näiteks A 2 = 0 ja A 3 = 0, siis A 1 0. Tasandi π üldvõrrandiks on π : A 1 x 1 + A 4 = 0. (21.9) Kui siin veel lisaks A 4 0, siis tasand π on eespool öeldu põhjal paralleelne samaaegselt x 2 -teljega ja x 3 -teljega, s.o. x 2 x 3 -koordinaattasandiga. Viimane on tasand, mis määratakse algandmetega {O; e 1, e 2 }. Kui aga A 4 = 0, siis tasand π : A 1 x 1 = 0 on x 2 x 3 -koordinaattasand. Tasandi võrrandi (21.9) saame anda ka kujul (vt. joonist 21.3). π : x 1 = b 1 π e 1 e 3 π O e 2 e 1 O x 1 = b 1 (b 1 0) e 3 e 2 x 1 = 0 Joonis 21.3 Järelikult b 1 0 korral on tegemist tasandiga, mis on paralleelne x 2 x 3 -koordinaattasandiga, b 1 = 0 korral saame x 2 x 3 -koordinaattasandi. 175
21 Analoogiliselt saame, et tasand π : x 2 = b 2, kus b 2 0, on paralleelne x 1 x 3 -koordinaattasandiga, tasand π : x 2 = 0 on aga x 1 x 3 -koordinaattasand. Lõpuks tasand π : x 3 = b 3, kus b 3 0, on paralleelne x 1 x 2 -koordinaattasandiga ja tasand π : x 3 = 0 on x 1 x 2 -koordinaattasand (vt. jooniseid 21.4 ja 21.5). π π e 3 e 1 O e 3 e 1 e 2 O e 2 x 2 = b 2, b 2 0 x 2 = 0 Joonis 21.4 π e 3 e 2 π O e 1 e 3 O x 3 = b 3, b 3 0 e 2 e 1 x 3 = 0 Joonis 21.5 Definitsioon Me ütleme, et tasand on üldasendis, kui ta ei ole paralleelne mitte ühegi koordinaatteljega ning ei läbi reeperi alguspunkti. 176
22 Seega tasand on üldasendis, kui tema üldvõrrandis kõik neli kordajat on nullist erinevad. Järgnevas oletamegi, et tasand ongi üldasendis. Tema üldvõrrandis on seega π : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 x 3 + A 4 = 0 A 1 0, A 2 0, A 3 0, A 4 0. (21.10) Kuna tasandi üldvõrrand on määratud nullist erineva kordaja täpsuseni, siis on meil õigus teda läbi korrutada nullist erineva teguriga k = 1 A 4. Me saame ( π : A ) ( 1 x 1 + A ) ( 2 x 2 + A ) 3 x 3 = 1. A 4 A 4 A 4 ehk Jagatised π : x 1 A 4 A 4 A 1 + x 2 A 4 A 2 + x 3 A 3 = 1. p 1 := A 4 A 1, p 2 := A 4 A 2, p 3 := A 4 A 3 eksisteerivad (21.10) tõttu. Lõpuks saame π : x 1 p 1 + x 2 p 2 + x 3 p 3 = 1. (21.11) Seda tasandi võrrandit nimetame tasandi võrrandiks telglõikudes. Selgitame kordajate p 1, p 2 ja p 3 sisu (vt. joonist 21.6). P 3 (0,0, p 3 ) e 3 e 2 } {{ } p3 } {{ p 2 } }{{} p 1 e 1 P 2 (0, p 2,0) P 1 (p 1,0,0) Joonis
23 Meie tasand oma üldasendi tõttu lõikab igat koordinaattelge. Tähistame P i abil abil lõikepunkti x i -teljega, kus i = 1, 2, 3. Leiame nende punktide koodinaadid. Punkti P 1 koordinaatide leidmiseks tuleb arvestada, et ta asub tasandil π ja x 1 -teljel. Asumine x 1 -teljel tähendab asumist koordinaattasandite x 1 x 2 ja x 1 x 3 lõikejoonel, s.t. x 3 = 0 ja x 2 = 0. Viimastele tuleb lisada (21.11). Seega meil tuleb lahendada lineaarvõrrandisüsteem Analoogiliselt saame x 2 =0 x 1 =p 1 x 3 =0 x 1 + x 2 + x = x 2 =0 3 = 1 x p 1 p 2 p 3 =0 3 P 2 (0, p 2, 0), P 3 (0, 0, p 3 ). = P 1 (p 1, 0, 0). Saime, et p i on punkti P i i-s koordinaat. Leiame veel nn. telglõikude OP 1, OP 2 ja OP 3 pikkused. Näeme, et OP 1 = (p 1, 0, 0), OP 2 = (0, p 2, 0), OP 3 = (0, 0, p 3 ), mistõttu OP i = p i, i N
24 22. PUNKTI KAUGUS SIRGENI JA TASANDINI Vaatleme esmalt punkti kaugust sirgeni. Alustame kohe definitsiooni andmisega. Definitsioon Punkti kauguseks sirgeni nimetame sellest punktist sirgeni tõmmatud ristlõigu pikkust. Asugu esmalt punkt K ja sirge s tasandil E 2. Mistahes ristreeperi {O; e 1, e 2 } korral anname sirge s oma üldvõrrandiga (20.15), s.o. s : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 = 0, (22.1) ja punkti K koordinaatidega K(k 1, k 2 ). Punkti K kaugust sirgeni s tähistame d(k, s) abil (vt. joonist 22.1). Pr n KX S X s K Joonis 22.1 Viimase definitsiooni kohaselt d(k, s) = KS. Sirge võrrandist (22.1) saame tema normaalvektori n = (A 1, A 2 ) 0, mis on risti sirgega s. Sirge iga punkti X s korral, paragrahvi 15 silmas pidades, on vektori KX ristprojektsiooni vektor Pr n KX = KS. Seega d(k, s) = KS = KS = Pr n KX = (pr n KX) no = n, KX = pr n KX no = pr n KX = n. 179
25 Siin me arvestasime, et n > 0, siis tema absoluutväärtus on ikkagi Kuna KX = (x 1 k 1, x 2 k 2 ), siis valemi (17.11) kohaselt n. n, KX = A 1 (x 1 k 1 ) + A 2 (x 2 k 2 ) = (A 1 x 1 + A 2 x 2 ) (A 1 k 1 + A 2 k 2 ). Arvestame, et X s, mistõttu tema koordinaadid x 1 ja x 2 rahuldavad sirge võrrandit (22.1). Seega A 1 x 1 + A 2 x 2 = A 3. Saame n, KX = (A 1 k 1 + A 2 k 2 + A 3 ). Viimase abil saame d(k, s) = (A 1k 1 + A 2 k 2 + A 3 ) A A 2 2 ehk d(k, s) = A 1k 1 + A 2 k 2 + A 3. (22.2) A A 2 2 Viimasest valemist näeme, et punkti K kauguse leidmiseks sirgeni s tuleb asetada punkti K koordinaadid sirge üldvõrrandi vasakusse poolde, võtta absoluutväärtus sellest ja jagada tulemus sirge normaalvektori pikkusega. Olgu nüüd punkt K ja sirge s ruumis E 3. Kuna ruumi sirgel pole üldvõrrandit, siis probleem ei ole lahendatav nii nagu eespool. Mingi ristreeperi {O; e 1, e 2, e 3 } korral saame sirge s anda parameetriliste võrrandite x 1 =a 1 + ts 1 s : x 2 =a 2 + ts 2, t R x 3 =a 3 + ts 3 abil. Siin punkt A(a 1, a 2, a 3 ) on sirgel s ja vektor s = (s 1, s 2, s 3 ) 0 on sama sirge sihivektor. Alljärgneval joonisel 22.2 on sirge sihivektor s rakendatud punktist A. 180
26 A S s S rk ( AK, s) s h Joonis 22.2 K Punkti K(k 1, k 2, k 3 ) kauguse sirgeni s tähistame ka siin d(k, s) abil. Definitsiooni 22.1 kohaselt on ristlõik KS otsitavaks kauguseks, s.o. d(k, s) = KS. Ehitame vektoritele AK ja s rööpküliku. Lõik KS on selle rööpküliku kõrguseks, mis on avaldatav selle rööpküliku pindala kaudu. Saame d(k, s) = S rk( AK, s). s Vektorkorrutamise omaduse 18.2 abil saame Anname viimase valemi koordinaatide abil. Kuna d(k, s) = AK s. (22.3) s AK = (k 1 a 1, k 2 a 2, k 3 a 3 ), s = (s 1, s 2, s 3 ), siis valemi (18.8) abil saame ( k AK s= 2 a 2 k 3 a 3 s 2 s 3, k 1 a 1 k 3 a 3 s 1 s 3, k 1 a 1 k 2 a 2 s Seega k 2 2 a 2 k 3 a 3 s 2 s 3 + k 2 1 a 1 k 3 a 3 s 1 s 3 + k 2 1 a 1 k 2 a 2 s 1 s 2 d(k, s)= s s s2 3 (22.4) 181 ).
27 Viimane valem ei ole sobiv meelde jätmiseks. Palju lihtsam on meelde jätta valem (22.3) ja siis valem (22.4) tuletada. Järgnevas leiame valemi punkti kauguse leidmiseks tasandini. Seda saab leida ainult ruumis E 3. Võttes mingi ristreeperi {O; e 1, e 2, e 3 }, siis tekib tasandil π üldvõrrand ja punktil K koordinaadid. Seega π : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 x 3 + A 4 = 0, K(k 1, k 2, k 3 ). (22.5) Definitsioon Punkti kauguseks tasandini nimetatakse sellest punktist tasandini tõmmatud ristlõigu pikkust. K Pr n KX π X S Joonis 22.3 Tähistame punkti K kaugust tasandini π analoogiliselt nagu eespool d(k, π) abil (vt. joonist 22.3). Viimase definitsiooni kohaselt d(k, π) = KS. Siin punkt S on punktist K tasandini π tõmmatud ristlõigu aluspunkt. Tasandi mistahes punkti X π korral vektori KX ristprojektsioonivektor tasandi π normaalvektorile n = (A 1, A 2, A 3 ) 0 on üks ja sama vektor, ei sõltu punkti X valikust meie tasandil. Näeme, et Pr n KX = KS. Analoogiliselt nagu paragrahvi alguses saame d(k, π) = KS = KS = Pr n KX = (pr n KX) no = n, KX = (pr n KX) no = (pr n KX) = n. 182
28 Kuna siis KX = (x 1 k 1, x 2 k 2, x 3 k 3 ), n, KX = A 1 (x 1 k 1 ) + A 2 (x 2 k 2 ) + A 3 (x 3 k 3 ) = = (A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 x 3 ) (A 1 k 1 + A 2 k 2 + A 3 k 3 ). Arvestame, et X π, mistõttu tema koordinaadid x 1, x 2 ja x 3 rahuldavad tasandi üldvõrrandit (22.5). Seega A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 = A 4. Saame n, KX = (A 1 k 1 + A 2 k 2 + A 3 x 3 + A 4 ). Lõpptulemuseks saame d(k, π) = A 1k 1 + A 2 k 2 + A 3 k 3 + A 4 A A A2 3 Viimasest valemist näeme, et punkti K kauguse leidmiseks tasandini π tuleb asetada punkti K koordinaadid tasandi üldvõrrandi vasakusse poolde, võtta absoluutväärtus sellest ja jagada tulemus tasandi normaalvektori pikkusega. 183
29 23. NURK KAHE SIRGE, KAHE TASANDI, SIRGE JA TASANDI VAHEL Olgu antud kaks sirget s 1 ja s 2, kusjuures pole oluline kas nad on tasandil või ruumis. Juuresoleval joonisel 23.1 on sirged s 1 ja s 2 ruumi kiivsirged. s 2 s 1 s 2 s 1 a 2 s 1 s 2 A a s 1 1 Joonis 23.1 Fikseerime mingi punkti A ja joonistame läbi tema kaks sirget s 1 ja s 2, mis on vastavalt paralleelsed sirgetega s 1 ja s 2. Sirged s 1 ja s 2, tekitavad neli nurka. Tähistame neid alates joonisel kaarega märgistatud nurgast päripäeva vastavalt α 1, α 2, α 3 ja α 4 abil. Seejuures α 3 = α 1, α 4 = α 2 ja α 1 + α 2 = π tõttu on olulisi ainult üks. Definitsioon 23.1 Sirgete s 1 ja s 2 vaheliseks nurgaks, mida tähistame (s 1, s 2 ) abil, nimetatakse sirgete s 1 ja s 2 vahelistest nurkadest α 1, α 2, α 3 ja α 4 vähimat. Selle definitsiooni kohaselt kahe sirge vaheline nurk on esimese veerandi nurk, s.o. [ (s 1, s 2 ) 0, π ]. 2 Leiame nüüd valemid kahe sirge vahelise nurga arvutamiseks. Skalaarkorrutise definitsioonist 17.1 näeme, et lihtne on leida sirgete sihivektorite vahelise nurga koosinust. Viimane annab kas sirgete vahelise nurga (s 1, s 2 ) või nurga π (s 1, s 2 ) koosinuse. Viimase kaudu saab siiski leida ka sirgete vahelise nurga. Tähistame sirgete s 1 ja s 2 sihivektoreid vastavalt s 1 ja s 2 abil. Samad sihivektorid on ka abisirgete s 1 ja s s 2
30 sihivektoriteks. Joonisel on need vektorid rakendatud punktist A. Nagu selgitasime, ei pea sihivektorite vaheline nurk ( s 1, s 2 ) alati olema sirgete vaheline nurk. Võtame appi kaks abivektorit a 1 ja a 2 nagu joonisel näidatud. Seega nende abivektorite vaheline nurk ( a 1, a 2 ) on sirgete vaheline nurk (s 1, s 2 ), s.o. Valemi (17.1) abil saame (s 1, s 2 ) = ( a 1, a 2 ). cos (s 1, s 2 ) = cos ( a 1, a 2 ) = a 1, a 2 a 1 a 2. (23.1) Kuna (s 1, s 2 ) on esimese veerandi nurk, siis cos (s 1, s 2 ) 0 a 1, a 2 0. Seega teame juba ette, et a 1, a 2 = a 1, a 2. Valem (23.1) saab kuju cos (s 1, s 2 ) = a 1, a 2 a 1 a 2. Viimase valemiga sellisel kujul pole midagi peale hakata, sest meil pole ju vektoreid a 1 ja a 2. Kuid siiski teame, et a 1 s 1, a 2 s 2 a 1 = β 1 s 1, a 2 = β 2 s 2, β 1 0, β 2 0. Valem (23.1) on viidav sihivektorite peale, sest neid me teame kuna sirged s 1 ja s 2 on ju antud. Saame cos (s 1, s 2 ) = β 1 s 1, β 2 s 2 β 1 s 1 β 2 s 2. Kasutades skalaarkorrutamise omadust 17.5, järeldust 17.2 ja kordse vektori definitsiooni 14.11, saame, et cos (s 1, s 2 ) = β 1β 2 s 1, s 2 β 1 β 2 s 1 s 2 = β 1 β 2 s 1, s 2 β 1 β 2 s 1 s = s 1, s 2 s 1 s 2.
31 Saime cos (s 1, s 2 ) = s 1, s 2 s 1 s 2. (23.2) Viimast valemit saab kasutada juhul, kui sirged on antud kas parameetriliste või kanooniliste võrrandite abil, sest siis on käepärast võtta sirgete sihivektorid. Siin pole oluline, kas sirged on tasandil või ruumis. Sageli on sirged antud üldvõrranditega s 1 : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 = 0, s 2 : A 1x 1 + A 2x 2 + A 3 = 0. Siin on tegemist muidugi tasandil olevate sirgetega, sest ruumisirgel pole ju üldvõrrandit. Valemi (20.14) kohaselt meie sirgete sihivektorite kohta saame öelda, et s 1 = (s 1, s 2 ) = ( A 2, A 1 ), s 2 = (s 1, s 2) = ( A 2, A 1), mistõttu valemist (23.2) saame cos (s 1, s 2 ) = s 1, s 2 s 1 s 2 = s 1 s 1 + s 2 s 2 s s 2 2 (s 1 ) 2 + (s = 2 )2 = A 1 A 1 + A 2 A 2 A A 2 2 (A 1 ) 2 + (A = n 1, n 2 2 )2 n 1 n 2 ehk kus vektorid cos (s 1, s 2 ) = n 1, n 2 n 1 n 2, (23.3) n 1 = (A 1, A 2 ), n 2 = (A 1, A 2) on sirgete s 1 ja s 2 normaalvektorid. Tavaliselt antakse sirgete vahelise nurga leidmiseks veel üks valem juhu jaoks kui sirged on antud taandatud võrrandite (20.24) abil. Seega s 1 : x 2 = ax 1 + b, s 2 : x 2 = āx 1 + b. Siit saame leida nende sirgete üldvõrrandid s 1 : ax 1 + ( 1)x 2 + b = 0, s 2 : āx 1 + ( 1)x 2 + b = 0 186
32 ja nendest meie sirgete normaalvektorid n 1 = (a, 1), n 2 = (ā, 1). Valemi (23.3) abil saame cos (s 1, s 2 ) = aā a ā 2. (23.4) Tavaliselt antakse siin nurga (s 1, s 2 ) tangens. Selleks on vaja leida sin (s 1, s 2 ). Tegelikult me leiame koosinuse ja siinuse ruudud ning nende abil tangensi ruudu, millest saame lõpuks tangensi. Teeme lubatud arvutused: cos 2 (aā + 1) 2 (s 1, s 2 ) = (1 + a) 2 (1 + ā) 2, ja sin 2 (s 1, s 2 ) = 1 cos 2 (s 1, s 2 ) = 1 = (1 + a2 )(1 + ā 2 ) (aā + 1) 2 (1 + a 2 )(1 + ā 2 ) tan 2 (s 1, s 2 ) = sin2 (s 1, s 2 ) cos 2 (s 1, s 2 ) (aā + 1) 2 (1 + a 2 )(1 + ā 2 ) = = a2 2aā + ā 2 (1 + a 2 )(1 + ā 2 ) = (a ā) 2 (1 + a 2 )(1 + ā 2 ) (a ā)2 = (1 + aā) 2 = tan (s 1, s 2 ) = ± a ā 1 + aā. Valemi (23.2) tõttu nurk (s 1, s 2 ) on esimese veerandi nurk, siis viimases valemis sobib ainult üks lahend, selline, kus tangens on positiivne. Seega sirgete vahelise nurga arvutamiseks saame valemi tan (s 1, s 2 ) = a ā. 1 + aā Risti olevate sirgete korral (s 1, s 2 ) = π 2. Seega cos (s 1, s 2 ) = 0. Valemist (23.4) saame, et 1 + aā = 0 aā = 1. Saime, et ristuvate sirgete tõusude korrutis on
33 Järgmisena leiame valemid tasandite vahelise nurga leidmiseks. Esmalt on vaja anda tasandite vahelise nurga mõiste. Teeme seda, nagu sirgete korral, joonise abil (vt. joonist 23.2) ja seda juhul, kui tasandid lõikuvad. s 1 s 2 π 2 s A π 1 (π 1, π 2 ) Joonis 23.2 Mängust jäävad välja esialgu paralleelsed tasandid. Võtame tasandite π 1 ja π 2 lõikesirgel s = π 1 π 2 mistahes punkti A s ning joonistame läbi tema kaks sirget, millest üks s 1 on tasandil π 1 ja teine s 2 tasandil π 2 ning lisaks mõlemad olgu risti lõikesirgega s. Definitsioon Tasandite π 1 ja π 2 vaheliseks nurgaks (π 1, π 2 ) nimetame sirgete s 1 ja s 2 vahelist nurka: (π 1, π 2 ) := (s 1, s 2 ). Paraku on selle definitsiooni abil tasandite vahelist nurka üsna raske leida, sest meil pole sirgete s 1 ja s 2 sihivektoreid, et kasutada valemit (23.2). Olukorra parandamiseks paneme tähele, et sirged s 1 ja s 2 on tasandil, mis läbivad punkti A ja on risti sirgega s. Pöörame sellel tasandil sirgepaari s 1 ja s 2 ümber nende lõikepunkti A nurga π 2 võrra, saades uued sirged s 1 ja s 2. Meie jaoks on siin olulised kaks asjaolu. Esiteks (s 1, s 2 ) = (s 1, s 2), mistõttu (π 1, π 2 ) = (s 1, s 2). Teiseks on sirged s 1 ja s 2 vastavalt risti tasanditega π 1 ja π 2, mistõttu nende tasandite normaalvektorid n 1 ja n 2 on sirgete s 1 ja s 2 sihivektoriteks. Normaalvektorid saame aga tasandite π 1 ja π 2 üldvõrranditest π 1 : A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 x 3 + A 4 = 0, 188
34 Nendeks on π 2 : Ā 1 x 1 + Ā2x 2 + Ā3x 3 + Ā4 = 0. n 1 = (A 1, A 2, A 3 ), n 2 = (Ā1, Ā2, Ā3). Nüüd edasi on kõik väga lihtne. Valemi (23.3) abil saame Seega cos (π 1, π 2 ) = cos (s 1, s 2) = n 1, n 2 n 1 n 2. cos (π 1, π 2 ) = n 1, n 2 n 1 n 2. ehk sama valem normaalvektorite koordinaatide kaudu cos (π 1, π 2 ) = A 1 Ā 1 + A 2 Ā 2 + A 3 Ā 3 A A Ā2 A Ā Ā2 3 Märgime, et saadud valem on kasutatav ka paralleelsete tasandite korral. Nüüd on veel jäänud leida valem sirge ja tasandi vahelise nurga leidmiseks. Selgitame esmalt, mida me mõistame sirge s ja tasandi π vahelise nurga (s, π) all. Joonis 23.3 kajastab olukorda, kui sirge ja tasand lõikuvad. s s π (s, π) A s Joonis 23.3 Lõikepunkti on tähistatud tähega A. Nüüd projekteerime sirge s tasandile π sirgetega, mis on risti meie tasandiga. Käib see nii, et võtame 189
35 läbi sirge s suvalise punkti X uue sirge, mis on risti tasandiga π. Tekkinud lõikepunkti X tasandiga π nimetatakse punkti X ristprojektsiooniks. Punkti X muutumisel sirgel s tekib punktidest X sirge s tasandil π. Definitsioon Sirge s ja tasandi π vaheliseks nurgaks nimetatakse sirgete s ja s vahelist nurka, s.o. (s, π) := (s, s ). (23.5) Selle definitsiooni puuduseks on asjaolu, et raske on leida sirge s sihivektorit, et saaks kasutada kahe sirge vahelise nurga leidmise valemit, mis on meil leitud. Sellest ebameeldivusest üle saamiseks võtame läbi punkti A tasandiga π ristuva sirge s. Tema sihivektoriks on tasandi π normaalvektor n. Oluline on märgata, et kolm sirget s, s ja s asuvad ühisel tasandil, mistõttu (s, s ) + (s, s ) = π 2 (s, s ) = π 2 (s, s ). Seega valem (23.5) saab kuju (s, π) = π 2 (s, s ). Kerge on leida nurga (s, π) siinust. Saame Saime sin (s, π) = sin( π 2 (s, s )) = cos (s, s ) = s, n s n. sin (s, π) = s, n s n. (23.6) Viimane valem on rakendatav ka siis, kui sirge on paralleelne tasandiga või asub hoopis temal. Ilmselt siis (s, π) = 0. Sama tulemuse saame valemi (23.6) abil, sest siis s n s, n = 0 = sin (s, π) = 0 = (s, π) =
MATEMAATIKA TÄIENDUSÕPE MÕISTED, VALEMID, NÄITED, ÜLESANDED LEA PALLAS VII OSA
MATEMAATIKA TÄIENDUSÕPE MÕISTED, VALEMID, NÄITED, ÜLESANDED LEA PALLAS VII OSA SISUKORD 57 Joone uutuja Näited 8 58 Ülesanded uutuja võrrandi koostamisest 57 Joone uutuja Näited Funktsiooni tuletisel on
Διαβάστε περισσότεραRuumilise jõusüsteemi taandamine lihtsaimale kujule
Kodutöö nr.1 uumilise jõusüsteemi taandamine lihtsaimale kujule Ülesanne Taandada antud jõusüsteem lihtsaimale kujule. isttahuka (joonis 1.) mõõdud ning jõudude moodulid ja suunad on antud tabelis 1. D
Διαβάστε περισσότεραGeomeetrilised vektorid
Vektorid Geomeetrilised vektorid Skalaarideks nimetatakse suurusi, mida saab esitada ühe arvuga suuruse arvulise väärtusega. Skalaari iseloomuga suurusi nimetatakse skalaarseteks suurusteks. Skalaarse
Διαβάστε περισσότεραKORDAMINE RIIGIEKSAMIKS VII teema Vektor. Joone võrrandid.
KORDMINE RIIGIEKSMIKS VII teema Vektor Joone võrrandid Vektoriaalseid suuruseid iseloomustavad a) siht b) suund c) pikkus Vektoriks nimetatakse suunatud sirglõiku Vektori alguspunktiks on ja lõpp-punktiks
Διαβάστε περισσότεραKORDAMINE RIIGIEKSAMIKS V teema Vektor. Joone võrrandid.
KORDMINE RIIGIEKSMIKS V teema Vektor Joone võrrandid Vektoriaalseid suuruseid iseloomustavad a) siht b) suund c) pikkus Vektoriks nimetatakse suunatud sirglõiku Vektori alguspunktiks on ja lõpp-punktiks
Διαβάστε περισσότεραKompleksarvu algebraline kuju
Kompleksarvud p. 1/15 Kompleksarvud Kompleksarvu algebraline kuju Mati Väljas mati.valjas@ttu.ee Tallinna Tehnikaülikool Kompleksarvud p. 2/15 Hulk Hulk on kaasaegse matemaatika algmõiste, mida ei saa
Διαβάστε περισσότεραMATEMAATIKA TÄIENDUSÕPE MÕISTED, VALEMID, NÄITED LEA PALLAS XII OSA
MATEMAATIKA TÄIENDUSÕPE MÕISTED, VALEMID, NÄITED LEA PALLAS XII OSA SISUKORD 8 MÄÄRAMATA INTEGRAAL 56 8 Algfunktsioon ja määramata integraal 56 8 Integraalide tabel 57 8 Määramata integraali omadusi 58
Διαβάστε περισσότεραAnalüütilise geomeetria praktikum II. L. Tuulmets
Analüütilise geomeetria praktikum II L. Tuulmets Tartu 1985 2 Peatükk 4 Sirge tasandil 1. Sirge tasandil Kui tasandil on antud afiinne reeper, siis iga sirge tasandil on selle reeperi suhtes määratud lineaarvõrrandiga
Διαβάστε περισσότεραVektorid II. Analüütiline geomeetria 3D Modelleerimise ja visualiseerimise erialale
Vektorid II Analüütiline geomeetria 3D Modelleerimise ja visualiseerimise erialale Vektorid Vektorid on arvude järjestatud hulgad (s.t. iga komponendi väärtus ja positsioon hulgas on tähenduslikud) Vektori
Διαβάστε περισσότερα2.2.1 Geomeetriline interpretatsioon
2.2. MAATRIKSI P X OMADUSED 19 2.2.1 Geomeetriline interpretatsioon Maatriksi X (dimensioonidega n k) veergude poolt moodustatav vektorruum (inglise k. column space) C(X) on defineeritud järgmiselt: Defineerides
Διαβάστε περισσότεραLokaalsed ekstreemumid
Lokaalsed ekstreemumid Öeldakse, et funktsioonil f (x) on punktis x lokaalne maksimum, kui leidub selline positiivne arv δ, et 0 < Δx < δ Δy 0. Öeldakse, et funktsioonil f (x) on punktis x lokaalne miinimum,
Διαβάστε περισσότεραPlaneedi Maa kaardistamine G O R. Planeedi Maa kõige lihtsamaks mudeliks on kera. Joon 1
laneedi Maa kaadistamine laneedi Maa kõige lihtsamaks mudeliks on kea. G Joon 1 Maapinna kaadistamine põhineb kea ümbeingjoontel, millest pikimat nimetatakse suuingjooneks. Need suuingjooned, mis läbivad
Διαβάστε περισσότεραSissejuhatus mehhatroonikasse MHK0120
Sissejuhatus mehhatroonikasse MHK0120 2. nädala loeng Raavo Josepson raavo.josepson@ttu.ee Loenguslaidid Materjalid D. Halliday,R. Resnick, J. Walker. Füüsika põhikursus : õpik kõrgkoolile I köide. Eesti
Διαβάστε περισσότεραFunktsiooni diferentsiaal
Diferentsiaal Funktsiooni diferentsiaal Argumendi muut Δx ja sellele vastav funktsiooni y = f (x) muut kohal x Eeldusel, et f D(x), saame Δy = f (x + Δx) f (x). f (x) = ehk piisavalt väikese Δx korral
Διαβάστε περισσότεραVektor. Joone võrrand. Analüütiline geomeetria.
Vektor. Joone võrrand. Analüütiline geomeetria. Hele Kiisel, Hugo Treffneri Gümnaasium Analüütilise geomeetria teemad on gümnaasiumi matemaatikakursuses jaotatud kaheks osaks: analüütiline geomeetria tasandil,
Διαβάστε περισσότεραITI 0041 Loogika arvutiteaduses Sügis 2005 / Tarmo Uustalu Loeng 4 PREDIKAATLOOGIKA
PREDIKAATLOOGIKA Predikaatloogika on lauseloogika tugev laiendus. Predikaatloogikas saab nimetada asju ning rääkida nende omadustest. Väljendusvõimsuselt on predikaatloogika seega oluliselt peenekoelisem
Διαβάστε περισσότεραHAPE-ALUS TASAKAAL. Teema nr 2
PE-LUS TSL Teema nr Tugevad happed Tugevad happed on lahuses täielikult dissotiseerunud + sisaldus lahuses on võrdne happe analüütilise kontsentratsiooniga Nt NO Cl SO 4 (esimeses astmes) p a väärtused
Διαβάστε περισσότεραEhitusmehaanika harjutus
Ehitusmehaanika harjutus Sõrestik 2. Mõjujooned /25 2 6 8 0 2 6 C 000 3 5 7 9 3 5 "" 00 x C 2 C 3 z Andres Lahe Mehaanikainstituut Tallinna Tehnikaülikool Tallinn 2007 See töö on litsentsi all Creative
Διαβάστε περισσότερα,millest avaldub 21) 23)
II kursus TRIGONOMEETRIA * laia matemaatika teemad TRIGONOMEETRILISTE FUNKTSIOONIDE PÕHISEOSED: sin α s α sin α + s α,millest avaldu s α sin α sα tan α, * t α,millest järeldu * tα s α tα tan α + s α Ülesanne.
Διαβάστε περισσότεραEesti koolinoorte XLVIII täppisteaduste olümpiaadi
Eesti koolinoorte XLVIII täppisteaduste olümpiaadi lõppvoor MATEMAATIKAS Tartus, 9. märtsil 001. a. Lahendused ja vastused IX klass 1. Vastus: x = 171. Teisendame võrrandi kujule 111(4 + x) = 14 45 ning
Διαβάστε περισσότεραVektori u skalaarkorrutist iseendaga nimetatakse selle vektori skalaarruuduks ja tähistatakse (u ) 2 või u 2 u. u v cos α = u 2 + v 2 PQ 2
Vektorite sklrkorrutis Vtleme füüsikkursusest tuntud olukord, kus kehle mõjub jõud F r j keh teeb selle jõu mõjul nihke s Konkreetsuse huvides olgu kehks rööbsteel liikuv vgun Jõud F r mõjugu vgunile rööbstee
Διαβάστε περισσότερα; y ) vektori lõpppunkt, siis
III kusus VEKTOR TASANDIL. JOONE VÕRRAND *laia matemaatika teemad. Vektoi mõiste, -koodinaadid ja pikkus: http://www.allaveelmaa.com/ematejalid/vekto-koodinaadid-pikkus.pdf Vektoite lahutamine: http://allaveelmaa.com/ematejalid/lahutaminenull.pdf
Διαβάστε περισσότερα4.1 Funktsiooni lähendamine. Taylori polünoom.
Peatükk 4 Tuletise rakendusi 4.1 Funktsiooni lähendamine. Talori polünoom. Mitmetes matemaatika rakendustes on vaja leida keerulistele funktsioonidele lihtsaid lähendeid. Enamasti konstrueeritakse taolised
Διαβάστε περισσότεραMitmest lülist koosneva mehhanismi punktide kiiruste ja kiirenduste leidmine
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL MEHAANIKAINSTITUUT Dünaamika kodutöö nr. 1 Mitmest lülist koosnea mehhanismi punktide kiiruste ja kiirenduste leidmine ariant ZZ Lahendusnäide Üliõpilane: Xxx Yyy Üliõpilase kood:
Διαβάστε περισσότεραKoduseid ülesandeid IMO 2017 Eesti võistkonna kandidaatidele vol 4 lahendused
Koduseid ülesandeid IMO 017 Eesti võistkonna kandidaatidele vol 4 lahendused 17. juuni 017 1. Olgu a,, c positiivsed reaalarvud, nii et ac = 1. Tõesta, et a 1 + 1 ) 1 + 1 ) c 1 + 1 ) 1. c a Lahendus. Kuna
Διαβάστε περισσότεραsin 2 α + cos 2 sin cos cos 2α = cos² - sin² tan 2α =
KORDAMINE RIIGIEKSAMIKS III TRIGONOMEETRIA ) põhiseosed sin α + cos sin cos α =, tanα =, cotα =, cos sin + tan =, tanα cotα = cos ) trigonomeetriliste funktsioonide täpsed väärtused α 5 6 9 sin α cos α
Διαβάστε περισσότεραPLASTSED DEFORMATSIOONID
PLAED DEFORMAIOONID Misese vlavustingimus (pinegte ruumis) () Dimensineerimisega saab kõrvaldada ainsa materjali parameetri. Purunemise (tugevuse) kriteeriumid:. Maksimaalse pinge kirteerium Laminaat puruneb
Διαβάστε περισσότερα1 Funktsioon, piirväärtus, pidevus
Funktsioon, piirväärtus, pidevus. Funktsioon.. Tähistused Arvuhulki tähistatakse üldlevinud viisil: N - naturaalarvude hulk, Z - täisarvude hulk, Q - ratsionaalarvude hulk, R - reaalarvude hulk. Piirkonnaks
Διαβάστε περισσότεραVektorid. A=( A x, A y, A z ) Vektor analüütilises geomeetrias
ektorid Matemaatikas tähistab vektor vektorruumi elementi. ektorruum ja vektor on defineeritud väga laialt, kuid praktikas võime vektorit ette kujutada kui kindla arvu liikmetega järjestatud arvuhulka.
Διαβάστε περισσότεραGeomeetria põhivara. Jan Willemson. 19. mai 2000.a.
Geomeetria põhivara Jan Willemson 19. mai 2000.a. 1 Kolmnurk Kolmnurgas tasub mõelda järgmistest lõikudest ja sirgetest: kõrgused, nurgapoolitajad, välisnurkade poolitajad, külgede keskristsirged, mediaanid,
Διαβάστε περισσότεραTARTU ÜLIKOOL Teaduskool. STAATIKA TASAKAALUSTAMISTINGIMUSED Koostanud J. Lellep, L. Roots
TARTU ÜLIKOOL Teaduskool STAATIKA TASAKAALUSTAMISTINGIMUSED Koostanud J. Lellep, L. Roots Tartu 2008 Eessõna Käesoleva õppevahendi kasutajana on mõeldud eelkõige täppisteaduste vastu huvi tundvaid gümnaasiumi
Διαβάστε περισσότερα1 Kompleksarvud Imaginaararvud Praktiline väärtus Kõige ilusam valem? Kompleksarvu erinevad kujud...
Marek Kolk, Tartu Ülikool, 2012 1 Kompleksarvud Tegemist on failiga, kuhu ma olen kogunud enda arvates huvitavat ja esiletõstmist vajavat materjali ning on mõeldud lugeja teadmiste täiendamiseks. Seega
Διαβάστε περισσότεραVektoralgebra seisukohalt võib ka selle võrduse kirja panna skalaarkorrutise
Jõu töö Konstanse jõu tööks lõigul (nihkel) A A nimetatakse jõu mooduli korrutist teepikkusega s = A A ning jõu siirde vahelise nurga koosinusega Fscos ektoralgebra seisukohalt võib ka selle võrduse kirja
Διαβάστε περισσότεραGraafiteooria üldmõisteid. Graaf G ( X, A ) Tippude hulk: X={ x 1, x 2,.., x n } Servade (kaarte) hulk: A={ a 1, a 2,.., a m } Orienteeritud graafid
Graafiteooria üldmõisteid Graaf G ( X, A ) Tippude hulk: X={ x 1, x 2,.., x n } Servade (kaarte) hulk: A={ a 1, a 2,.., a m } Orienteeritud graafid Orienteerimata graafid G(x i )={ x k < x i, x k > A}
Διαβάστε περισσότεραDEF. Kolmnurgaks nim hulknurka, millel on 3 tippu. / Kolmnurgaks nim tasandi osa, mida piiravad kolme erinevat punkti ühendavad lõigud.
Kolmnurk 1 KOLMNURK DEF. Kolmnurgaks nim hulknurka, millel on 3 tippu. / Kolmnurgaks nim tasandi osa, mida piiravad kolme erinevat punkti ühendavad lõigud. Kolmnurga tippe tähistatakse nagu punkte ikka
Διαβάστε περισσότερα6 Mitme muutuja funktsioonid
6 Mitme muutu funktsioonid Reaalarvude järjestatud paaride (x, ) hulga tasandi punktide hulga vahel on üksühene vastavus, st igale paarile vastab üks kindel punkt tasandil igale tasandi punktile vastavad
Διαβάστε περισσότεραKOMBINATSIOONID, PERMUTATSIOOND JA BINOOMKORDAJAD
KOMBINATSIOONID, PERMUTATSIOOND JA BINOOMKORDAJAD Teema 3.1 (Õpiku peatükid 1 ja 3) Jaan Penjam, email: jaan@cs.ioc.ee Diskreetne Matemaatika II: Kombinatoorika 1 / 31 Loengu kava 1 Tähistusi 2 Kombinatoorsed
Διαβάστε περισσότεραALGEBRA I. Kevad Lektor: Valdis Laan
ALGEBRA I Kevad 2013 Lektor: Valdis Laan Sisukord 1 Maatriksid 5 1.1 Sissejuhatus....................................... 5 1.2 Maatriksi mõiste.................................... 6 1.3 Reaalarvudest ja
Διαβάστε περισσότερα9. AM ja FM detektorid
1 9. AM ja FM detektorid IRO0070 Kõrgsageduslik signaalitöötlus Demodulaator Eraldab moduleeritud signaalist informatiivse osa. Konkreetne lahendus sõltub modulatsiooniviisist. Eristatakse Amplituuddetektoreid
Διαβάστε περισσότεραSkalaar, vektor, tensor
Peatükk 2 Skalaar, vektor, tensor 1 2.1. Sissejuhatus 2-2 2.1 Sissejuhatus Skalaar Üks arv, mille väärtus ei sõltu koordinaatsüsteemi (baasi) valikust Tüüpiline näide temperatuur Vektor Füüsikaline suurus,
Διαβάστε περισσότεραDeformatsioon ja olekuvõrrandid
Peatükk 3 Deformatsioon ja olekuvõrrandid 3.. Siire ja deformatsioon 3-2 3. Siire ja deformatsioon 3.. Cauchy seosed Vaatleme deformeeruva keha meelevaldset punkti A. Algolekusontemakoor- dinaadid x, y,
Διαβάστε περισσότεραMatemaatiline analüüs I iseseisvad ülesanded
Matemaatiline analüüs I iseseisvad ülesanded Leidke funktsiooni y = log( ) + + 5 määramispiirkond Leidke funktsiooni y = + arcsin 5 määramispiirkond Leidke funktsiooni y = sin + 6 määramispiirkond 4 Leidke
Διαβάστε περισσότεραSkalaar, vektor, tensor
Peatükk 2 Skalaar, vektor, tensor 1 2.1. Sissejuhatus 2-2 2.1 Sissejuhatus Skalaar Üks arv, mille väärtus ei sõltu koordinaatsüsteemi (baasi) valikust Tüüpiline näide temperatuur Vektor Füüsikaline suurus,
Διαβάστε περισσότεραREAALAINETE KESKUS JAAK SÄRAK
REAALAINETE KESKUS JAAK SÄRAK TALLINN 2006 1 DESCRIPTIVE GEOMETRY Study aid for daily and distance learning courses Compiler Jaak Särak Edited by Tallinn College of Engineering This publication is meant
Διαβάστε περισσότερα6.6 Ühtlaselt koormatud plaatide lihtsamad
6.6. Ühtlaselt koormatud plaatide lihtsamad paindeülesanded 263 6.6 Ühtlaselt koormatud plaatide lihtsamad paindeülesanded 6.6.1 Silindriline paine Kui ristkülikuline plaat on pika ristküliku kujuline
Διαβάστε περισσότεραHULGATEOORIA ELEMENTE
HULGATEOORIA ELEMENTE Teema 2.2. Hulga elementide loendamine Jaan Penjam, email: jaan@cs.ioc.ee Diskreetne Matemaatika II: Hulgateooria 1 / 31 Loengu kava 2 Hulga elementide loendamine Hulga võimsus Loenduvad
Διαβάστε περισσότεραEesti LIV matemaatikaolümpiaad
Eesti LIV matemaatikaolümpiaad 31. märts 007 Lõppvoor 9. klass Lahendused 1. Vastus: 43. Ilmselt ei saa see arv sisaldada numbrit 0. Iga vähemalt kahekohaline nõutud omadusega arv sisaldab paarisnumbrit
Διαβάστε περισσότεραTuletis ja diferentsiaal
Peatükk 3 Tuletis ja diferentsiaal 3.1 Tuletise ja diferentseeruva funktsiooni mõisted. Olgu antud funktsioon f ja kuulugu punkt a selle funktsiooni määramispiirkonda. Tuletis ja diferentseeruv funktsioon.
Διαβάστε περισσότεραFunktsioonide õpetamisest põhikooli matemaatikakursuses
Funktsioonide õpetamisest põhikooli matemaatikakursuses Allar Veelmaa, Loo Keskkool Funktsioon on üldtähenduses eesmärgipärane omadus, ülesanne, otstarve. Mõiste funktsioon ei ole kasutusel ainult matemaatikas,
Διαβάστε περισσότεραAlgebraliste võrrandite lahenduvus radikaalides. Raido Paas Juhendaja: Mart Abel
Algebraliste võrrandite lahenduvus radikaalides Magistritöö Raido Paas Juhendaja: Mart Abel Tartu 2013 Sisukord Sissejuhatus Ajalooline sissejuhatus iii v 1 Rühmateooria elemente 1 1.1 Substitutsioonide
Διαβάστε περισσότερα28. Sirgvoolu, solenoidi ja toroidi magnetinduktsiooni arvutamine koguvooluseaduse abil.
8. Sigvoolu, solenoidi j tooidi mgnetinduktsiooni vutmine koguvooluseduse il. See on vem vdtud, kuid mitte juhtme sees. Koguvooluseduse il on sed lihtne teh. Olgu lõpmt pikk juhe ingikujulise istlõikeg,
Διαβάστε περισσότεραAritmeetilised ja loogilised operaatorid. Vektor- ja maatriksoperaatorid
Marek Kolk, Tartu Ülikool Viimati muudetud : 6.. Aritmeetilised ja loogilised operaatorid. Vektor- ja maatriksoperaatorid Aritmeetilised operaatorid Need leiab paletilt "Calculator" ja ei vaja eraldi kommenteerimist.
Διαβάστε περισσότεραKATEGOORIATEOORIA. Kevad 2010
KTEGOORITEOORI Kevad 2010 Loengukonspekt Lektor: Valdis Laan 1 1. Kategooriad 1.1. Hulgateoreetilistest alustest On hästi teada, et kõigi hulkade hulka ei ole olemas. Samas kategooriateoorias sooviks me
Διαβάστε περισσότεραPunktide jaotus: kodutööd 15, nädalatestid 5, kontrolltööd 20+20, eksam 40, lisapunktid Kontrolltööd sisaldavad ka testile vastamist
Loeng 2 Punktide jaotus: kodutööd 15, nädalatestid 5, kontrolltööd 20+20, eksam 40, lisapunktid Kontrolltööd sisaldavad ka testile vastamist P2 - tuleb P1 lahendus T P~Q = { x P(x)~Q(x) = t} = = {x P(x)
Διαβάστε περισσότεραEesti koolinoorte XLIX täppisteaduste olümpiaad
Eesti koolinoorte XLIX täppisteaduste olümpiaad MATEMAATIKA PIIRKONDLIK VOOR 26. jaanuaril 2002. a. Juhised lahenduste hindamiseks Lp. hindaja! 1. Juhime Teie tähelepanu sellele, et alljärgnevas on 7.
Διαβάστε περισσότεραEesti koolinoorte XLI täppisteaduste olümpiaad
Eesti koolinoorte XLI täppisteaduste olümpiaad MATEMAATIKA III VOOR 6. märts 994. a. Lahendused ja vastused IX klass.. Vastus: a) neljapäev; b) teisipäev, kolmapäev, reede või laupäev. a) Et poiste luiskamise
Διαβάστε περισσότεραSirgete varraste vääne
1 Peatükk 8 Sirgete varraste vääne 8.1. Sissejuhatus ja lahendusmeetod 8-8.1 Sissejuhatus ja lahendusmeetod Käesoleva loengukonspekti alajaotuses.10. käsitleti väändepingete leidmist ümarvarrastes ja alajaotuses.10.3
Διαβάστε περισσότεραElastsusteooria tasandülesanne
Peatükk 5 Eastsusteooria tasandüesanne 143 5.1. Tasandüesande mõiste 144 5.1 Tasandüesande mõiste Seeks, et iseoomustada pingust või deformatsiooni eastse keha punktis kasutatakse peapinge ja peadeformatsiooni
Διαβάστε περισσότεραKontekstivabad keeled
Kontekstivabad keeled Teema 2.1 Jaan Penjam, email: jaan@cs.ioc.ee Rekursiooni- ja keerukusteooria: KV keeled 1 / 27 Loengu kava 1 Kontekstivabad grammatikad 2 Süntaksipuud 3 Chomsky normaalkuju Jaan Penjam,
Διαβάστε περισσότερα2017/2018. õa keemiaolümpiaadi piirkonnavooru lahendused klass
2017/2018. õa keemiaolümpiaadi piirkonnavooru lahendused 11. 12. klass 18 g 1. a) N = 342 g/mol 6,022 1023 molekuli/mol = 3,2 10 22 molekuli b) 12 H 22 O 11 + 12O 2 = 12O 2 + 11H 2 O c) V = nrt p d) ΔH
Διαβάστε περισσότεραArvuteooria. Diskreetse matemaatika elemendid. Sügis 2008
Sügis 2008 Jaguvus Olgu a ja b täisarvud. Kui leidub selline täisarv m, et b = am, siis ütleme, et arv a jagab arvu b ehk arv b jagub arvuga a. Tähistused: a b b. a Näiteks arv a jagab arvu b arv b jagub
Διαβάστε περισσότεραEhitusmehaanika. EST meetod
Ehitusmehaanika. EST meetod Staatikaga määramatu kahe avaga raam /44 4 m q = 8 kn/m 00000000000000000000000 2 EI 4 EI 6 r r F EI p EI = 0 kn p EI p 2 m 00 6 m 00 6 m Andres Lahe Mehaanikainstituut Tallinna
Διαβάστε περισσότεραKirjeldab kuidas toimub programmide täitmine Tähendus spetsifitseeritakse olekuteisendussüsteemi abil Loomulik semantika
Operatsioonsemantika Kirjeldab kuidas toimub programmide täitmine Tähendus spetsifitseeritakse olekuteisendussüsteemi abil Loomulik semantika kirjeldab kuidas j~outakse l~oppolekusse Struktuurne semantika
Διαβάστε περισσότερα2.1. Jõud ja pinged 2-2
1 Peatükk 2 Pinge 2.1. Jõud ja pinged 2-2 2.1 Jõud ja pinged Kehale mõjuvad välisjõud saab jagada kahte rühma. 1. Pindjõud ehk kontaktjõud on põhjustatud keha kontaktist teiste kehade või keskkondadega.
Διαβάστε περισσότεραÜlesannete numbrid on võetud ülesannete kogust L.Lepmann jt. Ülesandeid gümnaasiumi matemaatika lõpueksamiks valmistumisel Tln Ül.
Ülesannete numbrid on võetud ülesannete kogust L.Lepmann jt. Ülesandeid gümnaasiumi matemaatika lõpueksamiks valmistumisel Tln.6 I kursus NÄIDISTÖÖ nr.: Astmed.. Arvutada avaldise täpne väärtus. 8 * (,8)
Διαβάστε περισσότεραDeformeeruva keskkonna dünaamika
Peatükk 4 Deformeeruva keskkonna dünaamika 1 Dünaamika on mehaanika osa, mis uurib materiaalsete keskkondade liikumist välismõjude (välisjõudude) toimel. Uuritavaks materiaalseks keskkonnaks võib olla
Διαβάστε περισσότερα4.2.5 Täiustatud meetod tuletõkestusvõime määramiseks
4.2.5 Täiustatud meetod tuletõkestusvõime määramiseks 4.2.5.1 Ülevaade See täiustatud arvutusmeetod põhineb mahukate katsete tulemustel ja lõplike elementide meetodiga tehtud arvutustel [4.16], [4.17].
Διαβάστε περισσότεραNÄIDE KODUTÖÖ TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL. Elektriajamite ja jõuelektroonika instituut. AAR0030 Sissejuhatus robotitehnikasse
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Elektriajamite ja jõuelektroonika instituut AAR000 Sissejuhatus robotitehnikasse KODUTÖÖ Teemal: Tööstusroboti Mitsubishi RV-6SD kinemaatika ja juhtimine Tudeng: Aleksei Tepljakov
Διαβάστε περισσότεραPinge. 2.1 Jõud ja pinged
Peatükk 2 Pinge 1 2.1. Jõud ja pinged 2-2 2.1 Jõud ja pinged Kehale mõjuvad välisjõud saab jagada kahte rühma. 1. Pindjõud ehk kontaktjõud on põhjustatud keha kontaktist teiste kehade või keskkondadega.
Διαβάστε περισσότεραLOOGIKA ELEMENTE MATEMAATIKAS. GEOMEETRIA AKSIOMAATILISEST ÜLESEHITUSEST. Koostanud Hilja Afanasjeva
LOOGIKA ELEMENTE MATEMAATIKAS. GEOMEETRIA AKSIOMAATILISEST ÜLESEHITUSEST EESSÕNA Koostanud Hilja Afanasjeva Enne selle teema käsitlemist avame mõned materjalist arusaamiseks vajalikud mõisted hulgateooriast.
Διαβάστε περισσότερα(Raud)betoonkonstruktsioonide üldkursus 33
(Raud)betoonkonstruktsioonide üldkursus 33 Normaallõike tugevusarvutuse alused. Arvutuslikud pinge-deormatsioonidiagrammid Elemendi normaallõige (ristlõige) on elemendi pikiteljega risti olev lõige (s.o.
Διαβάστε περισσότεραElastsusteooria põhivõrrandid,
Peatükk 4 Elastsusteooria põhivõrrandid, nende lahendusmeetodid ja lihtsamad ruumilised ülesanded 113 4.1. Elastsusteooria põhivõrrandid 114 4.1 Elastsusteooria põhivõrrandid 1. Tasakaalu (diferentsiaal)võrrandid
Διαβάστε περισσότεραMATEMAATILISEST LOOGIKAST (Lausearvutus)
TARTU ÜLIKOOL Teaduskool MATEMAATILISEST LOOGIKAST (Lausearvutus) Õppematerjal TÜ Teaduskooli õpilastele Koostanud E. Mitt TARTU 2003 1. LAUSE MÕISTE Matemaatilise loogika ühe osa - lausearvutuse - põhiliseks
Διαβάστε περισσότερα1 Reaalarvud ja kompleksarvud Reaalarvud Kompleksarvud Kompleksarvu algebraline kuju... 5
1. Marek Kolk, Kõrgem matemaatika, Tartu Ülikool, 2013-14. 1 Reaalarvud ja kompleksarvud Sisukord 1 Reaalarvud ja kompleksarvud 1 1.1 Reaalarvud................................... 2 1.2 Kompleksarvud.................................
Διαβάστε περισσότεραMatemaatiline analüüs I iseseisvad ülesanded
Matemaatiline analüüs I iseseisvad ülesanded. Leidke funktsiooni y = log( ) + + 5 määramispiirkond.. Leidke funktsiooni y = + arcsin 5 määramispiirkond.. Leidke funktsiooni y = sin + 6 määramispiirkond.
Διαβάστε περισσότεραKATEGOORIATEOORIA. Kevad 2016
KTEGOORITEOORI Kevad 2016 Loengukonspekt Lektor: Valdis Laan 1 1. Kategooriad 1.1. Hulgateoreetilistest alustest On hästi teada, et kõigi hulkade hulka ei ole olemas. Samas kategooriateoorias sooviks me
Διαβάστε περισσότεραMatemaatiline analüüs IV praktikumiülesannete kogu a. kevadsemester
Matemaatiline analüüs IV praktikumiülesannete kogu 4. a. kevadsemester . Alamhulgad ruumis R m. Koonduvad jadad. Tõestage, et ruumis R a) iga kera s.o. ring) U r A) sisaldab ruutu keskpunktiga A = a,b),
Διαβάστε περισσότερα5. TUGEVUSARVUTUSED PAINDELE
TTÜ EHHTROONKNSTTUUT HE00 - SNTEHNK.5P/ETS 5 - -0-- E, S 5. TUGEVUSRVUTUSE PNELE Staatika üesandes (Toereaktsioonide eidmine) vaadatud näidete ause koostada taade sisejõuepüürid (põikjõud ja paindemoment)
Διαβάστε περισσότεραMATEMAATILINE ANAL U US II Juhend TT U kaug oppe- uli opilastele
MATEMAATILINE ANALÜÜS II Juhend TTÜ kaugõppe-üliõpilastele TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Matemaatikainstituut MATEMAATILINE ANALÜÜS II Juhend TTÜ kaugõppe-üliõpilastele Tallinn 24 3 MATEMAATILINE ANALÜÜS II
Διαβάστε περισσότεραSisukord. 4 Tõenäosuse piirteoreemid 36
Sisukord Sündmused ja tõenäosused 5. Sündmused................................... 5.2 Tõenäosus.................................... 8.2. Tõenäosuse arvutamise konkreetsed meetodid (üldise definitsiooni
Διαβάστε περισσότεραMudeliteooria. Kursust luges: Kalle Kaarli september a. 1 Käesoleva konspekti on L A TEX-kujule viinud Indrek Zolk.
Mudeliteooria Kursust luges: Kalle Kaarli 1 20. september 2004. a. 1 Käesoleva konspekti on L A TEX-kujule viinud Indrek Zolk. 2 Sisukord 1 Põhimõisted 9 1.1 Signatuur ja struktuur.................. 9
Διαβάστε περισσότερα2. HULGATEOORIA ELEMENTE
2. HULGATEOORIA ELEMENTE 2.1. Hulgad, nende esitusviisid. Alamhulgad Hulga mõiste on matemaatika algmõiste ja seda ei saa def ineerida. Me võime vaid selgitada, kuidas seda abstraktset mõistet endale kujundada.
Διαβάστε περισσότεραSisukord. 3 T~oenäosuse piirteoreemid Suurte arvude seadus (Law of Large Numbers)... 32
Sisukord Sündmused ja t~oenäosused 4. Sündmused................................... 4.2 T~oenäosus.................................... 7.2. T~oenäosuse arvutamise konkreetsed meetodid (üldise definitsiooni
Διαβάστε περισσότεραJoonis 1. Teist järku aperioodilise lüli ülekandefunktsiooni saab teisendada võnkelüli ülekandefunktsiooni kujul, kui
Ülesnded j lhendused utomtjuhtimisest Ülesnne. Süsteem oosneb hest jdmisi ühendtud erioodilisest lülist, mille jonstndid on 0,08 j 0,5 ning õimendustegurid stlt 0 j 50. Leid süsteemi summrne ülendefuntsioon.
Διαβάστε περισσότεραSissejuhatus. Kinemaatika
Sissejuhatus Enamuse füüsika ülesannete lahendamine taandub tegelikult suhteliselt äikese hulga ideede rakendamisele (öeldu kehtib ka teiste aldkondade, näiteks matemaatika kohta). Seega on aja õppida
Διαβάστε περισσότεραStaatika ja kinemaatika
Staatika ja kinemaatika MHD0071 I. Staatika Leo eder Mehhatroonikainstituut Mehaanikateaduskond allinna ehnikaülikool 2016 Sisukord I Staatika 1. Sissejuhatus. 2. Newtoni seadused. 3. Jõud. 4. ehted vektoritega.
Διαβάστε περισσότεραMathematica kasutamine
mathematica_lyhi_help.nb 1 Mathematica kasutamine 1. Sissejuhatus Programmi Mathematica avanemisel pole programmi tuum - Kernel - vaikimisi käivitatud. Kernel on programmi see osa, mis tegelikult teostab
Διαβάστε περισσότεραSmith i diagramm. Peegeldustegur
Smith i diagramm Smith i diagrammiks nimetatakse graafilist abivahendit/meetodit põhiliselt sobitusküsimuste lahendamiseks. Selle võttis 1939. aastal kasutusele Philip H. Smith, kes töötas tol ajal ettevõttes
Διαβάστε περισσότεραTeaduskool. Alalisvooluringid. Koostanud Kaljo Schults
TARTU ÜLIKOOL Teaduskool Alalisvooluringid Koostanud Kaljo Schults Tartu 2008 Eessõna Käesoleva õppevahendi kasutajana on mõeldud eelkõige täppisteaduste vastu huvi tundvaid gümnaasiumi õpilasi, kes on
Διαβάστε περισσότεραEesti koolinoorte 43. keemiaolümpiaad
Eesti koolinoorte 4. keeiaolüpiaad Koolivooru ülesannete lahendused 9. klass. Võrdsetes tingiustes on kõikide gaaside ühe ooli ruuala ühesugune. Loetletud gaaside ühe aarruuala ass on järgine: a 2 + 6
Διαβάστε περισσότεραJätkusuutlikud isolatsioonilahendused. U-arvude koondtabel. VÄLISSEIN - COLUMBIA TÄISVALATUD ÕÕNESPLOKK 190 mm + SOOJUSTUS + KROHV
U-arvude koondtabel lk 1 lk 2 lk 3 lk 4 lk 5 lk 6 lk 7 lk 8 lk 9 lk 10 lk 11 lk 12 lk 13 lk 14 lk 15 lk 16 VÄLISSEIN - FIBO 3 CLASSIC 200 mm + SOOJUSTUS + KROHV VÄLISSEIN - AEROC CLASSIC 200 mm + SOOJUSTUS
Διαβάστε περισσότεραKitsas matemaatika-3 tundi nädalas
Kitsas matemaatika-3 tundi nädalas Õpitulemused I kursus-arvuhulgad. Avaldised. Võrrand, võrratus. 1) eristab ratsionaal-, irratsionaal- ja reaalarve; 2) eristab võrdust, samasust, võrrandit ja võrratust;
Διαβάστε περισσότερα4 T~oenäosuse piirteoreemid Tsentraalne piirteoreem Suurte arvude seadus (Law of Large Numbers)... 32
Sisukord 1 Sündmused ja t~oenäosused 4 1.1 Sündmused................................... 4 1.2 T~oenäosus.................................... 7 1.2.1 T~oenäosuse arvutamise konkreetsed meetodid (üldise
Διαβάστε περισσότεραTrigonomeetria gümnaasiumis
Trignmeetria gümnaasiumis Hannes Jukk, Tartu Ülikl Trignmeetria võib meile tähendada kahte pisut erinevat matemaatikavaldknda. Ajalliselt n see tähendanud esmalt klmnurkade mõõtmise ja lahendamisega senduvat
Διαβάστε περισσότεραKEEMIAÜLESANNETE LAHENDAMISE LAHTINE VÕISTLUS
KEEMIAÜLESANNETE LAHENDAMISE LAHTINE VÕISTLUS Nooem aste (9. ja 10. klass) Tallinn, Tatu, Kuessaae, Nava, Pänu, Kohtla-Jäve 11. novembe 2006 Ülesannete lahendused 1. a) M (E) = 40,08 / 0,876 = 10,2 letades,
Διαβάστε περισσότεραEesti koolinoorte 50. täppisteaduste olümpiaad Füüsika lõppvoor. 30. märts a. Keskkooli ülesannete lahendused
Eesti koolinoorte 50. täppisteaduste olümpiaad 1. ülesanne Füüsika lõppvoor. 30. märts 2003. a. Keskkooli ülesannete lahendused Läheme kiirusega v/2 liikuvasse süsteemi. Seal on olukord sümmeetriline,
Διαβάστε περισσότεραTallinna Tehnikaülikool Mehaanikainstituut Rakendusmehaanika õppetool. Andrus Salupere. Loengukonspekt EMR5170, EMR0020, 4,0 AP
Tallinna Tehnikaülikool Mehaanikainstituut Rakendusmehaanika õppetool Andrus Salupere DÜNAAMIKA Loengukonspekt EMR5170, EMR0020, 4,0 AP Tallinn 2003/2004/2005 Eessõna Käesolev loengukonspekt on mõeldud
Διαβάστε περισσότερα1.1. NATURAAL-, TÄIS- JA RATSIONAALARVUD
1. Reaalarvud 1.1. NATURAAL-, TÄIS- JA RATSIONAALARVUD Arvu mõiste hakkas kujunema aastatuhandeid tagasi, täiustudes ja üldistudes koos inimkonna arenguga. Juba ürgühiskonnas tekkis vajadus teatavaid hulki
Διαβάστε περισσότεραFormaalsete keelte teooria. Mati Pentus
Formaalsete keelte teooria Mati Pentus http://lpcs.math.msu.su/~pentus/ftp/fkt/ 2009 13. november 2009. a. Formaalsete keelte teooria 2 Peatükk 1. Keeled ja grammatikad Definitsioon 1.1. Naturaalarvudeks
Διαβάστε περισσότεραHSM TT 1578 EST 6720 611 954 EE (04.08) RBLV 4682-00.1/G
HSM TT 1578 EST 682-00.1/G 6720 611 95 EE (0.08) RBLV Sisukord Sisukord Ohutustehnika alased nõuanded 3 Sümbolite selgitused 3 1. Seadme andmed 1. 1. Tarnekomplekt 1. 2. Tehnilised andmed 1. 3. Tarvikud
Διαβάστε περισσότερα