וקטור גאומטרי חלק א' - מבוא והגדרות
וקטורים גיאומטריים - חלק א'
מבוא, הגדרות ומושגי יסוד
🎯 מהו וקטור?
וקטור הוא גודל שיש לו כיוון ואורך (גודל)
💡 ההבדל בין סקלר לוקטור:
| סקלר (מספר רגיל) | וקטור |
|---|---|
| רק גודל | גודל + כיוון |
| דוגמאות: טמפרטורה, מסה, זמן, אורך | דוגמאות: מהירות, כוח, תאוצה, העתקה |
🚗 דוגמה מהחיים:
"המכונית נוסעת 60 קמ"ש" - זה לא מספיק!
"המכונית נוסעת 60 קמ"ש צפונה" - עכשיו יש לנו וקטור מהירות.
📐 ייצוג גרפי של וקטור
וקטור מיוצג כקטע מכוון (חץ) עם:
- נקודת התחלה (A) - "זנב" הוקטור
- נקודת סיום (B) - "ראש" הוקטור (קצה החץ)
- הכיוון - מ-A ל-B
- האורך - אורך הקטע AB
✏️ סימונים של וקטורים
1. לפי נקודות:
\(\overrightarrow{AB}\)
וקטור מנקודה A לנקודה B
2. באות קטנה עם חץ:
\(\vec{v}\) או \(\vec{u}\) או \(\vec{a}\)
3. באות מודגשת (בספרים):
v או u
⚠️ שימו לב:
\(\overrightarrow{AB} \neq \overrightarrow{BA}\)
אלה וקטורים בכיוונים הפוכים!
📏 אורך (גודל) של וקטור
האורך של וקטור \(\vec{v}\) מסומן:
\(|\vec{v}|\) או \(\|\vec{v}\|\)
דוגמה:
אם \(\overrightarrow{AB}\) הוא וקטור מ-A ל-B, אז:
\(|\overrightarrow{AB}|\) = אורך הקטע AB = המרחק בין A ל-B
💡 תכונות:
- \(|\vec{v}| \geq 0\) (אורך תמיד אי-שלילי)
- \(|\vec{v}| = 0\) אם ורק אם \(\vec{v} = \vec{0}\)
⚖️ וקטורים שווים
שני וקטורים שווים אם יש להם:
אותו אורך + אותו כיוון
💡 חשוב להבין:
המיקום של הוקטור לא משנה!
שני וקטורים יכולים להיות שווים גם אם הם במקומות שונים במישור.
דוגמה:
במקבילית ABCD:
\(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC}\) (אותו אורך ואותו כיוון)
\(\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{BC}\)
⭕ וקטור האפס
וקטור האפס הוא וקטור שאורכו 0:
\(\vec{0}\) כאשר \(|\vec{0}| = 0\)
💡 תכונות:
- נקודת ההתחלה = נקודת הסיום (נקודה)
- אין לו כיוון מוגדר
- \(\overrightarrow{AA} = \vec{0}\) לכל נקודה A
⭐ תכונה חשובה:
\(\vec{v} + \vec{0} = \vec{v}\)
(כמו 0 בחיבור מספרים)
↔️ וקטור נגדי
הוקטור הנגדי ל-\(\vec{v}\) הוא וקטור עם:
- אותו אורך
- כיוון הפוך
מסומן: \(-\vec{v}\)
💡 קשרים:
\(\overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}\)
\(\vec{v} + (-\vec{v}) = \vec{0}\)
\(|-\vec{v}| = |\vec{v}|\)
1️⃣ וקטור יחידה
וקטור יחידה הוא וקטור שאורכו 1:
\(|\hat{v}| = 1\)
💡 איך מייצרים וקטור יחידה?
מחלקים וקטור באורכו:
\(\hat{v} = \frac{\vec{v}}{|\vec{v}|}\)
וקטור יחידה בכיוון של \(\vec{v}\)
וקטורי יחידה סטנדרטיים:
\(\hat{i}\) - וקטור יחידה בכיוון ציר x
\(\hat{j}\) - וקטור יחידה בכיוון ציר y
∥ וקטורים מקבילים
שני וקטורים \(\vec{u}\) ו-\(\vec{v}\) הם מקבילים אם:
\(\vec{u} = k \cdot \vec{v}\)
עבור סקלר k כלשהו (\(k \neq 0\))
💡 שימו לב:
- אם k > 0: אותו כיוון
- אם k < 0: כיוון הפוך
- וקטורים מקבילים נמצאים על ישרים מקבילים (או על אותו ישר)
📋 טבלת סיכום - מושגי יסוד
| מושג | סימון | משמעות |
|---|---|---|
| וקטור | \(\vec{v}\) או \(\overrightarrow{AB}\) | גודל + כיוון |
| אורך | \(|\vec{v}|\) | הגודל של הוקטור |
| וקטור אפס | \(\vec{0}\) | אורך 0, ללא כיוון |
| וקטור נגדי | \(-\vec{v}\) | אותו אורך, כיוון הפוך |
| וקטור יחידה | \(\hat{v}\) | אורך = 1 |
💡 טיפים למבחן
1️⃣ סדר חשוב!
\(\overrightarrow{AB} \neq \overrightarrow{BA}\)
2️⃣ שוויון וקטורים
אותו אורך + אותו כיוון
3️⃣ וקטור אפס
\(\overrightarrow{AA} = \vec{0}\)
4️⃣ נגדי
\(\overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}\)
📝 סיכום חלק א'
וקטור = גודל + כיוון
\(|\vec{v}|\) = אורך הוקטור
\(-\vec{v}\) = וקטור נגדי
בחלק הבא: חיבור וחיסור וקטורים, כפל בסקלר