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Zwei Vektoren auf einem Gitter

Zwei Pfeile beginnen am selben Punkt auf einem Gitter, mit einem offenen Winkel zwischen ihnen. Das Skalarprodukt verbindet ihre Längen und den Kosinus dieses Winkels; es liefert auch die Länge der Projektion des einen Pfeils auf den anderen.

Auf dem Bild

  1. Gemeinsamer Startpunkt: der Ursprung, an dem beide Pfeile beginnen.
  2. Längerer Pfeil: seine Länge ist die Norm eines Vektors.
  3. Kürzerer Pfeil: seine Länge ist die Norm des anderen Vektors.
  4. Gebogener Bogen: der Winkel zwischen den beiden Pfeilen.
  5. Schattierter Abschnitt entlang des längeren Pfeils: die Projektionslänge des kürzeren Pfeils auf den längeren.

Beispiele

  • Einen Schlitten mit einem schräg gespannten Seil ziehen: Nur der Teil der Zugkraft entlang des Schlittenwegs bewegt ihn vorwärts.
  • Ein Solarmodul, das von direktem Sonnenlicht weg gekippt ist, erhält weniger Energie, weil der Winkel die Projektion des Lichts verändert.

Quiz: Zwei Vektoren auf einem Gitter (Alter 16)

  1. Wann ist das Skalarprodukt zweier vom Nullvektor verschiedener Vektoren gleich null?

    • Wenn sie gleich lang sind
    • Wenn sie in dieselbe Richtung zeigen
    • Wenn sie senkrecht zueinander stehen
  2. Welche Formel ergibt den Kosinus des Winkels θ zwischen zwei Vektoren a und b?

    • cos θ = (a · b) / (|a| |b|)
    • cos θ = (|a| |b|) / (a · b)
    • cos θ = (a · b) / (|a| + |b|)
  3. Was gibt das Skalarprodukt außer der Kombination der Vektorlängen und des Kosinus ihres Winkels noch an?

    • Den Abstand zwischen den beiden Pfeilspitzen
    • Die Länge der Projektion eines Vektors auf den anderen
    • Die Fläche des von den Vektoren gebildeten Parallelogramms

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Mathematik, Alter 16