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:

A נקודת התחלה B נקודת סיום AB
  • 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

u v = אותו אורך ואותו כיוון → וקטורים שווים!

💡 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: \(-\vec{v}\)

v -v אותו אורך, כיוון הפוך

💡 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 (\(k \neq 0\))

v 2v -v כולם מקבילים! (אותו כיוון או כיוון הפוך)

💡 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