• Всего документов: 5844
  • Число пользователей: 15251

Информация о документе

Цена 30000UZS
Размер 1.8MB
Покупки 0
Дата загрузки 05 Июнь 2025
Расширение docx
Категория Алгебра

Продавец

G'ayrat Ziyayev

Дата регистрации 14 Февраль 2025

105 Продаж

Koordinatalari bilan vektorni vektor va aralash ko‘paytmalari 2

Demak, V= ∣ 1 ∣ =1. Vektorlar ko‘paytmasi (skalyar va vektor ko‘paytmasi) matematik va amaliy muammolarni hal qilishda keng qo‘llaniladi. Bu ko‘paytma turlari yordamida vektorlar orasidagi burchakni hisoblash, yuzalar va hajmlar maydonini aniqlash mumkin. Ko‘p o‘lchovli fazolarda bu tushunchalar yanada muhim ahamiyat kasb etadi. 2.1 Vektor ko‘paytma va uning geometrik talqini Vektor ko‘paytma — bu ikki vektor orasida fazoda uchinchi, ularga perpendikulyar bo‘lgan yangi vektor hosil qilish usulidir. Bu matematik amaliyot geometriyada, fizika va muhandislikda keng qo‘llaniladi. Uning geometrik talqini vektorlar bilan bog‘liq ko‘plab amaliy muammolarni hal qilishga yordam beradi. Vektor ko‘paytma yo‘nalish, maydon, aylanish va moment kabi tushunchalarni aniqlashtirishda markaziy rol o‘ynaydi. Vektor ko‘paytmaning asosiy xususiyati shundaki, u ikki vektordan butunlay yangi vektor hosil qiladi. Bu yangi vektor boshlang‘ich ikki vektorga perpendikulyar bo‘ladi. Perpendikulyarlik degani — yangi vektor har ikkala 19 O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY TA’LIM, FAN VA INNOVATSIYALAR VAZIRLIGI FARG‘ONA DAVLAT UNIVERSITETI FIZIKA-MATEMATIKA FAKULTETI “ Matematika ” yo nalishi ʻ -guruh talabasi qizining “Analitik geometriya” fanidan “ Koordinatalari bilan vektorni vektor va aralash ko‘paytmalari ” mavzusidagi KURS ISHI Kurs ishi rahbari : Farg ona 202 ʻ 5 12. YouTube – "Ikkinchi tartibli chiziqlar: Aylana, Elips, Giperbola, Parabola" mavzusidagi dars: YouTube+1TIIAME Staff+1 39 1.2 Vektorlarning chiziqli bog‘liqligi va chiziqli kombinatsiya Vektorlarning chiziqli bog‘liqligi va chiziqli kombinatsiyasi analitik geometriya va chiziqli algebra fanlarida muhim o‘rin tutadi. Ushbu tushunchalar vektorlar orasidagi matematik munosabatlarni aniqlash, fazodagi ob’ektlarni tasvirlash va chiziqli tizimlarning xususiyatlarini tahlil qilishda asosiy rol o‘ynaydi. Quyida chiziqli kombinatsiya va chiziqli bog‘liqlik tushunchalari ta’riflari, xossalari, teoremalari va amaliy misollar keltiriladi. Chiziqli kombinatsiya vektorlarning skalyar ko‘paytmalari yig‘indisi sifatida ifodalanadi. Matematik jihatdan, agar vektorlar va skalyar koeffitsiyentlar bo‘lsa, ularning chiziqli kombinatsiyasi quyidagicha yoziladi: (1.2.1 bu yerda — yangi vektor, ( c )— haqiqiy sonlar (skalyarlar). Agar barcha bo‘lsa, chiziqli kombinatsiya trivial deb ataladi va natijada nol vektor hosil bo‘ladi: Agar va vektorlar berilgan bo‘lsa, ularning chiziqli kombinatsiyasini topish uchun koeffitsiyentlarini olaylik: 10 ko‘paytmasi tushunchasi geometriya, fizika, muhandislik va kompyuter fanlarida ajralmas element bo‘lib, uni mukammal o‘zlashtirish zamonaviy fan-texnikada katta ustunliklar beradi. 2.2 Vektor ko‘paytmaning xossalari va qo‘llanilishi Vektor ko‘paytma — bu ikki vektor o‘rtasida uchinchi, ularga perpendikulyar bo‘lgan vektor hosil qiluvchi amal bo‘lib, u fazoviy tahlil va amaliy fizikada keng qo‘llanadi. Bu amal nafaqat matematik jihatdan, balki geometrik va fizik mazmuni bilan ham muhim ahamiyat kasb etadi. Vektor ko‘paytmaning xossalari orqali fazodagi yo‘nalishlar, aylanishlar, maydonlar va harakatlarni aniqlash mumkin. Geometrik mohiyati Vektor ko‘paytmasining eng asosiy xususiyati — u hosil qiladigan yangi vektor har doim berilgan ikki vektorga perpendikulyar bo‘ladi. Boshqacha aytganda, agar ikki vektor fazoda biror tekislik hosil qilsa, ularning vektor ko‘paytmasi aynan shu tekislikka tik yo‘nalgan bo‘ladi. Bu yo‘nalish maxsus qoida — o‘ng qoida — yordamida aniqlanadi. Bu qoida shuni anglatadiki, agar o‘ng qo‘lning barmoqlari birinchi vektordan ikkinchi vektorga burilsa, unda kaftdan tik chiqqan bosh barmoq yangi vektorning yo‘nalishini ko‘rsatadi. Asosiy xossalari Vektor ko‘paytmaning birinchi muhim xossasi — u tartibga bog‘liq amal. Ya’ni, vektorlar joyini almashtirish natijaviy vektorning yo‘nalishini teskariga o‘zgartiradi. Bu xossa ko‘plab fizik jarayonlarda aylanish yo‘nalishini aniqlashda hal qiluvchi rol o‘ynaydi. Ikkinchi muhim xossa — bu distributivlik. Ya’ni, agar bir vektor boshqa ikki vektor yig‘indisiga ko‘paytirilsa, bu natija alohida ko‘paytmalar yig‘indisiga teng bo‘ladi. Bu xossa vektorli ifodalarni soddalashtirish va tahlil qilishda muhim qulaylik beradi. Uchinchi muhim xossa — agar ikki vektor bir chiziqda (ya’ni, kollinear) bo‘lsa, ularning vektor ko‘paytmasi yo‘qoladi, ya’ni natija nol vektor bo‘ladi. Bu holat ularning orasidagi yo‘nalish farqi yo‘qligidan kelib chiqadi. 24 Vektor proyeksiyasi bir vektorni boshqa vektorga yoki ma’lum bir yo‘nalishga proyeksiya qilish jarayonini anglatadi. Bu jarayon geometrik va fizik masalalarni yechishda, masalan, vektorning ma’lum yo‘nalishdagi komponentini topishda ishlatiladi. Vektor proyeksiya formulasi Skalyar proyeksiya formulasi Ortogonallik teoremasi Agar bo’lsa bu vektorlar perpendicular(orthogonal) bo’ladi. Aytaylik, ikkita vektor bor: a ning b ga proeksiyasi — bu a ni b o‘qiga tushirilgan to‘g‘ri burchak ostidagi soyali qismidir. Formulasi: 14 bobda vektorlarning ta'rifi, ularning koordinatalar yordamida ifodalash usullari, shuningdek, vektorlar ustida bajariladigan amallar va xossalari tahlil qilinadi. Bo‘limlar esa vektorlarning tushunchasi va amallarini o‘rganishga bag‘ishlanadi. Vektorlarning geometrik va algebraik xossalari, shuningdek, vektorlar ustida amallar (qo‘shish, ayirish, skalyar ko‘paytirish) haqida so‘z boradi. Ushbu bobni o‘rganish orqali talaba vektorlar va ularning koordinatalar tizimlari yordamida fazodagi ob’ektlarni qanday tasvirlashni o‘rganadi va amaliy masalalar yechishda vektorlarni qanday qo‘llashni tushunib oladi. 1.1 Vektor va koordinatali ifoda haqida umumiy tushuncha Vektorlar — bu o‘lchovlar va yo‘nalishlardan tashkil topgan matematik ob’ektlardir. Vektorlar yordamida geometrik ob’ektlarning o‘zaro munosabatlarini tasvirlash, ya’ni bir nuqtadan boshqa nuqtaga bo‘lgan masofa, yo‘nalish va tezlik kabi fizikaviy kattaliklar ifodalanadi. Analitik geometriyada vektorlar yordamida fazodagi nuqtalar , chiziqlar va tekisliklar tasvirlanadi. Vektorlar ikki yoki undan ortiq o‘lchovli fazolarda, masalan, R 2 va R 3 kabi o‘lchovli fazolarda joylashgan bo‘ladi. Vektorlarning ta’rifi va xossalari Vektor tushunchasi, birinchi navbatda, o‘lchovlar va yo‘nalishlardan iborat bo‘lgan matematik ob’ekt sifatida ta’riflanadi. Matematikada vektorlar asosan ikki xil shaklda qaraladi: geometrik vektorlar (yo‘nalish va o‘lchamga ega) va algebraik vektorlar (koordinatalar yordamida ifodalanadi). Geometrik vektorning boshlanish nuqtasi ( A ) va oxirgi nuqtasi (B) bo‘ladi. Vektorni yoki qisqacha bilan ifodalash mumkin. Geometrik vektorlar bo‘shliqdagi har qanday nuqtadan boshqa nuqtaga bo‘lgan yo‘nalishni tasvirlash uchun ishlatiladi. Algebraik vektorlar esa koordinatalar tizimida tasvirlanadi va quyidagi tarzda ifodalanadi: 5 II BOB. Vektorlar ko‘paytmasi: nazariya va amaliyot Vektorlar ko‘paytmasi matematikada, ayniqsa, geometriya, fizika va muhandislik sohalarida muhim tushuncha hisoblanadi. Vektorlar ko‘paytmasi orqali ikki yoki undan ortiq vektorlar orasidagi bog‘lanishlarni ifodalash, ular orasidagi burchakni topish, vektorlar fazosidagi yuzani yoki hajmni hisoblash mumkin. Bu bobda vektorlar ko‘paytmasining nazariyasi, formulalari va amaliy masalalar yordamida uning qo‘llanilishi ko‘rib chiqiladi. 15 Geometriyadagi qo‘llanilishi 1. Fazoviy jismlarning hajmini hisoblash Aralash ko‘paytmaning geometriyadagi eng asosiy qo‘llanilishi — bu uchta vektor tomonidan qurilgan parallelepipedning hajmini aniqlashdir. Vektorlar biror uch nuqtadan chiqqan uchta qirra sifatida qaralganda, ular yordamida hosil bo‘lgan jism — bu parallelepiped bo‘ladi. Shu vektorlar asosida qurilgan jismning hajmi, aralash ko‘paytma orqali aniqlanadi. Bu yondashuv soddaligi va ishonchliligi sababli ko‘plab geometrik hisoblarda ishlatiladi. Bundan tashqari, uchburchak prizmalarning hajmlarini topishda ham aralash ko‘paytma asosiy rol o‘ynaydi. Uchta nuqta yoki uchta vektor yordamida qurilgan fazoviy strukturaning real o‘lchovini, ya’ni hajmini bevosita aralash ko‘paytma orqali topish mumkin. Bu usulda aniqlangan hajm musbat yoki manfiy bo‘lishi mumkin — bu esa vektorlarning o‘zaro yo‘nalishiga bog‘liq. Musbat hajm vektorlarning "to‘g‘ri" tartibda joylashganini, manfiy esa teskari tartibda joylashganini bildiradi. 32 so‘rasangiz, farzandlarimizning ta’lim- tarbiyasi deb javob beraman!!! Shavkat Mirziyoyev Bugungi kunda fan va texnika rivoji hayotimizning barcha jabhalarida o‘z aksini topmoqda. Ayniqsa, aniq fanlar — matematika, fizika va texnologiya sohalarida ilmiy yondashuvlarning ahamiyati yildan yilga oshib bormoqda. Matematikaning ajralmas bo‘limi bo‘lgan analitik geometriya esa zamonaviy texnologik va ilmiy sohalarda keng qo‘llanilib, uning nazariy asoslari va amaliy imkoniyatlari doimiy ravishda chuqurlashib bormoqda. Analitik geometriyada vektorlar bilan ishlash, ular yordamida fazodagi nuqtalarni, chiziqlarni va sirtlarni tasvirlash masalalari o‘ta muhim o‘rin tutadi. Koordinatalari bilan vektorni vektor va aralash ko‘paytmalar mavzusi aniq va amaliy fanlarda keng qo‘llaniladigan asosiy tushunchalardan biridir. Vektorlar fazodagi nuqtalar orasidagi masofani va yo‘nalishni aniqlashda, shuningdek, fizikaviy jarayonlarni modellashda keng qo‘llaniladi. Ushbu kurs ishi vektorlar va ularning aralash ko‘paytmasi yordamida geometriya va fizika sohasidagi muammolarni hal qilishni o‘z ichiga oladi. Kurs ishining dolzarbligi shundan iboratki analitik geometriya zamonaviy ilmiy va texnologik sohalarda katta ahamiyatga ega. Vektorlar va ularning ko‘paytmalari yordamida geometrik va fizikaviy tizimlarning matematik modellarini yaratish, zamonaviy texnologiyalarni, shu jumladan, kompyuter grafikasini, robototexnikani va mexanikani yaxshilashda qo‘llaniladi. Vektorlar yordamida fazodagi ob’ektlar o‘zaro munosabatlarini tushunish, masalan, kuchlar, tezliklar, harakatlar va boshqa ko‘plab fizikaviy hodisalarni modellashishda asosiy vositadir. Shuning uchun, bu mavzu faqat ilmiy, balki amaliy jihatdan ham katta ahamiyatga ega. Kurs ishining maqsadi — koordinatalari bilan vektorni vektor va aralash ko‘paytmalar tushunchasini chuqur o‘rganish, ularning matematik asoslarini yoritish, formulalar yordamida amaliy misollarni yechish va fizikaviy vaziyatlarga qo‘llanilishini tushuntirishdir. Kurs ishida vektorlarning koordinatalari yordamida 3 parallelogrammning maydoni aynan ularning vektor ko‘paytmasining uzunligiga teng bo‘ladi. Bu tamoyil yordamida soddalashtirilgan geometriya masalalarini tez va aniq yechish mumkin. Uchta vektor yordamida qurilgan parallelepipedning hajmi esa, vektor ko‘paytma va boshqa amallar yordamida topiladi. Bu usullar yordamida fazoviy jismning o‘lchamlari va shakllari ustida murakkab tahlillar o‘tkazish mumkin. Muhandislikdagi ahamiyati Muhandislik hisob-kitoblarida vektor ko‘paytma strukturaviy kuchlanishlar, aylanish harakatlari, uch o‘lchamli mexanizmlar harakati va boshqa ko‘plab texnik elementlarni aniqlash uchun qo‘llanadi. Masalan, mexanik manipulyatorlar yoki robototexnika qurilmalari harakatlarini modellashda aynan vektor ko‘paytma orqali harakat yo‘nalishlari aniqlanadi. 26 2. Chiziqli bog‘liqlik va tekislikda joylashuv Uchta vektor bir tekislikda yotsa, ular o‘zaro chiziqli bog‘liq bo‘ladi. Bu bog‘liqlikni aniqlashda aralash ko‘paytma hal qiluvchi vosita bo‘lib xizmat qiladi. Agar aralash ko‘paytma natijasi nolga teng bo‘lsa, bu uch vektor bir tekislikda joylashganini bildiradi. Bu geometriyada muhim nazariy natija bo‘lib, fazoviy tahlilning boshlang‘ich bosqichlarida qo‘llaniladi. Masalan, sirt modellari bilan ishlaganda uch nuqtaning bir tekislikda yoki yo‘qligi aniqlanishi kerak bo‘lsa, aralash ko‘paytma orqali bu osonlik bilan aniqlanadi. 3. Vektorlar yordamida geometriya masalalarini soddalashtirish An’anaviy geometriyada ko‘p hollarda murakkab tenglamalar, sinuslar va kosinuslar bilan ishlash talab etiladi. Ammo vektorlar yordamida, xususan, aralash ko‘paytma asosida bu hisob-kitoblarni soddalashtirish mumkin. Masalan, koordinatalar bilan berilgan nuqtalar orasidagi fazoviy munosabatlar bevosita vektorlar orqali ifodalanadi va hajm, burchak, yo‘nalish kabi o‘lchovlar aralash ko‘paytma bilan topiladi. Fizikadagi qo‘llanilishi 33 Robototexnika, aerokosmik muhandislik, avtomatlashtirilgan tizimlar kabi zamonaviy mexanik sohalarda aralash ko‘paytma orqali manipulyatorlarning harakati, fazoviy yo‘nalishlar, og‘irlik markazlari va kuchlarning ta’siri aniqlanadi. Masalan, robot qo‘lning uchta bo‘g‘inli tuzilmasi berilgan bo‘lsa, ularning o‘zaro yo‘nalishi va aylanish markazlarini topish aralash ko‘paytma yordamida aniqlanadi. Kompyuter grafikasi va vizualizatsiyadagi qo‘llanishi Kompyuter grafikasi — bu fazoviy obyektlarni real ko‘rinishga keltirish san’ati va fanidir. 3D modellarda har bir sirt, uchburchak, qirra yoki burchak vektorlar bilan tasvirlanadi. Ular orasidagi hajm, normal vektorlar va sirtlar orasidagi bog‘liqliklar — bularning barchasi aralash ko‘paytma yordamida aniqlanadi. Misol uchun, uchta nuqtadan iborat sirt modelida bu nuqtalar orasidagi yo‘nalishlar vektorlar orqali ifodalanadi. Sirt normalini aniqlash, unga yorug‘lik qanday tushishini hisoblash, kamera yo‘nalishiga qarab tasvirni qayta qurish kabi muhim vazifalar bajarilganda aralash ko‘paytma asos bo‘lib xizmat qiladi. Teorema: Aralash ko‘paytma orqali fazoviy aniqlik 35 ifodalash, skalyar va vektorli ko‘paytmalar, aralash ko‘paytmalar, shuningdek, ularning geometriya va fizikada qo‘llanilishi batafsil ko‘rib chiqiladi. Kurs ishining tuzilishi Kurs ishi uchta asosiy bobdan iborat bo‘lib, quyidagi tuzilmani o‘z ichiga oladi: 1 Birinchi bob : Vektorlar nazariyasining asosiy tushunchalari, vektorlar va koordinatalar yordamida ifodalash, vektorlarning amaliy qo‘llanilishi. 2 Ikkinchi bob : Vektorlar ko‘paytmasi va aralash ko‘paytma, ularning geometriya va fizikadagi ahamiyati, amaliy misollar. 3 Uchinchi bob : Aralash ko‘paytmaning amaliy qo‘llanilishi, fazodagi ob’ektlar o‘rtasidagi munosabatlarni ifodalash, grafik ko‘rinishda tasvirlash. Shuningdek, kurs ishi xulosa va foydalanilgan adabiyotlar bo‘limlaridan iborat bo‘ladi. I BOB. Vektorlar nazariyasining asosiy tushunchalari Ushbu bobda vektorlar nazariyasining asosiy tushunchalari va ular yordamida geometrik figuralarni tasvirlash va o‘rganish metodlari ko‘rib chiqiladi. Ushbu 4 vektorning o‘zaro vektor ko‘paytmasi va hosil bo‘lgan vektor bilan uchinchi vektor orasidagi skalyar bog‘lanishni bildiradi. Ya’ni, bu amal orqali uchta vektor o‘zaro qanday geometrik konfiguratsiyada joylashgani aniqlanadi. Bu usul yordamida, masalan, uchta vektor yordamida qurilgan parallelepiped ning hajmi ni hisoblash mumkin. Geometrik talqin Uchta vektor fazoda har biri bir yo‘nalishni bildiruvchi o‘q sifatida qaraladi. Bu vektorlar o‘zaro juftlikda bir nechta tekisliklar hosil qiladi. Har bir ikki vektor jufti bilan hosil bo‘lgan tekislikka uchinchi vektor qanday tik tushishini aniqlash orqali ularning umumiy fazodagi o‘rnini tushunish mumkin. Aralash ko‘paytma aynan shu fazoviy aloqani raqamli ko‘rsatkichda ifodalaydi. U vektorlar orqali qurilgan geometrik jismning o‘lchamli tavsifini beradi. Hajmni ifodalash Eng muhim amaliy natijalardan biri — uchta vektor yordamida qurilgan parallelepiped geometrik shaklining hajmini topish imkoniyatidir. Bu hajm aralash ko‘paytmaning moduli sifatida qaraladi. Agar vektorlar bir-biriga to‘g‘ri burchak ostida joylashgan bo‘lsa, natija eng katta hajmni beradi. Aksincha, agar 28 dastlabki vektorlar yotgan tekislikdan tashqarida joylashgan bo‘ladi. Bu esa uch o‘lchovli fazoda harakat va joylashishni tasavvur qilishda juda foydalidir. Geometrik jihatdan vektor ko‘paytma tasvirini quyidagicha tasavvur qilish mumkin: faraz qilaylik, ikkita vektor mavjud — ular biror umumiy boshlanish nuqtasidan chiqayotgan ikkita o‘q bo‘lsin. Bu ikki vektor o‘zaro burchak hosil qiladi va ular birgalikda tekislik hosil qiladi. Endi shu ikki vektorning vektor ko‘paytmasi aynan shu tekislikka tik, ya’ni unga perpendikulyar yo‘nalishda hosil bo‘ladi. Yangi vektorning yo‘nalishi “o‘ng qoida” asosida aniqlanadi. O‘ng qoida shuni anglatadiki, agar o‘ng qo‘lingizning bosh barmog‘ini birinchi vektor yo‘nalishiga, ko‘rsatkich barmog‘ini ikkinchi vektor yo‘nalishiga qaratilsa, unda o‘rta barmoq bu ikki vektordan hosil bo‘ladigan vektor ko‘paytmaning yo‘nalishini ko‘rsatadi. Bu geometrik tasvir vektor ko‘paytmaning amaliy mazmunini ham ochib beradi. Misol uchun, fizika fanida kuch momentini aniqlashda aynan vektor ko‘paytma ishlatiladi. Ob’ektga qo‘llanilgan kuch va uning aylanma markazga nisbatan joylashuv vektorining vektor ko‘paytmasi momentni bildiradi. Bu moment vektori qaysi yo‘nalishda aylanish yuz berishini ko‘rsatadi. Shuningdek, fizikadagi bunday ko‘rsatkichlar aynan vektor ko‘paytmasining xossalari orqali o‘lchanadi. 20 Vektor ko‘paytma yordamida parallelogramm yoki parallelepipedning maydoni va hajmini aniqlash ham mumkin. Ikkita vektor yordamida qurilgan parallelogramm yuzasini topish uchun aynan vektor ko‘paytmaning uzunligidan foydalaniladi. Vektor ko‘paytmaning qiymati bu parallelogrammning maydoniga teng bo‘ladi. Shuningdek, uch vektor yordamida qurilgan parallelepiped hajmi ham bu vektorlarning o‘zaro ko‘paytmasi orqali aniqlanadi. Vektor ko‘paytmaning yana bir muhim xususiyati — antikommutativlikdir. Ya’ni ikki vektorning ko‘paytmasini joyini almashtirib hisoblasak, ularning ko‘paytmasi yo‘nalishi o‘zgaradi. Boshqacha aytganda, birinchi vektorni ikkinchi bilan emas, ikkinchini birinchi bilan ko‘paytirsak, natijada hosil bo‘ladigan vektor teskari yo‘nalishda bo‘ladi. Bu holat geometriyada muhim ahamiyatga ega, chunki yo‘nalish o‘zgarishi vektorlarning qanday harakat qilayotganini va ular hosil qilayotgan fazodagi obyektlarning shaklini aniqlashga ta’sir qiladi. Vektor ko‘paytmasi faqatgina uch o‘lchamli fazoda aniqlanadi. Chunki ikki vektordan perpendikulyar uchinchi vektor faqat uch o‘lchamda bo‘lishi mumkin. Ikki o‘lchamli tekislikda esa barcha vektorlar bir tekislikda yotadi va ular orasida 21 Bu yerda bo‘lsa, nontrivial yechim mavjud, demak, vektorlar chiziqli bog‘liqdir. Chiziqli kombinatsiyalar fazodagi nuqtalar, chiziqlar va tekisliklarni tasvirlashda keng qo‘llaniladi. Masalan: geometriyada bir vektorni boshqa vektorlarning chiziqli kombinatsiyasi sifatida ifodalash orqali nuqtalar orasidagi munosabatlarni aniqlash. Fizikada: kuchlar, tezliklar va boshqa vektor kattaliklarni chiziqli kombinatsiyalar yordamida tahlil qilish. Kompyuter grafikasida: 3D modellar va animatsiyalarni yaratishda vektorlarning chiziqli kombinatsiyalaridan foydalaniladi. berilgan. vektorlarning chiziqli kombinatsiyasi sifatida ifodalash mumkinmi? Quyidagi tenglamani yozamiz: Bu tenglama quyidagi tizimni beradi: Yechim: Tekshirish: Demak, , ya’ni vektori chiziqli kombinatsiya sifatida ifodalanadi. Chiziqli kombinatsiyalar vektorlarning skalyar ko‘paytmalari yig‘indisi sifatida ifodalanadi va fazodagi ob’ektlarni tasvirlashda muhim ahamiyatga ega. Vektorlarning chiziqli bog‘liqligi va mustaqilligi ularning o‘zaro munosabatlarini aniqlashda asosiy vosita bo‘lib xizmat qiladi. Keltirilgan misollar va teoremalar ushbu tushunchalarni amaliy va nazariy jihatdan tushunishga yordam beradi. 12 Amaliy tatbiqlari Aralash ko‘paytma fan va texnikaning ko‘plab sohalarida qo‘llaniladi. Ayniqsa: 1 Geometriyada : Fazodagi jismning hajmini aniqlashda, vektorlar orasidagi joylashuvni tekshirishda, vektorlar bir tekislikda yoki yo‘qligini aniqlashda. 2 Fizikada : Uch fazali elektr tizimlarida fazalar orasidagi fazoviy munosabatlarni o‘rganishda, kuch momentlari yoki impuls momentlari hisobida. 3 Muhandislikda : Mexanik konstruktsiyalar hajmini aniqlash, strukturaviy analiz va 3D modellarda ob’ektlar o‘zaro qanday joylashganini tahlil qilishda. 4 Kompyuter grafikasi : Fazoviy modellarning struktura tahlilida, geometrik shartlarni aniqlashda, ayniqsa 3D vizualizatsiyada. Nazariy va amaliy o‘rganish ahamiyati Aralash ko‘paytma orqali fazodagi har qanday uchta vektor orasidagi bog‘lanish darajasi aniqlanadi. Bu bog‘lanish, o‘z navbatida, ularning qanday jism hosil qilishiga bevosita ta’sir qiladi. Ayniqsa, har bir vektorning yo‘nalishi va 30 Vektorlarning chizma orqali tasviri Vektorlarni geometrik tasvirlashda o‘qlar tizimi ishlatiladi. Vektor boshlanish nuqtasi va oxirgi nuqtasi orasidagi o‘q segmenti bilan ifodalanadi. Masalan, vektor ikki o‘lchovli tekislikda quyidagicha ko‘rsatiladi:  Boshlanish nuqtasi: (0, 0)  Oxirgi nuqtasi: (3, 4) Bu holatda vektor uzunligi: Ko‘pburchak usuli yordamida vektorlarni qo‘shish Ikki yoki undan ortiq vektorlarni qo‘shishda ko‘pburchak usuli ishlatiladi. Bunda har bir keyingi vektor oldingisining oxiriga qo‘yiladi va hosil bo‘lgan oxirgi nuqtadan boshlang‘ich nuqtaga bo‘lgan vektor yig‘indini ifodalaydi. Masalan, vektorlar yig‘indisi quyidagicha hisoblanadi: Vektorlarning chiziqli bog‘liqligi va chiziqli mustaqilligi Vektorlar chiziqli bog‘liq deb ataladi, agar ular orasida chiziqli kombinatsiya orqali o‘zaro ifodalash mumkin bo‘lsa: (1.1.4) Bu yerda barcha koeffitsiyentlar nolga teng bo‘lmagan holda tenglik o‘rinli bo‘lsa, vektorlar chiziqli bog‘liq hisoblanadi. Aks holda, vektorlar chiziqli mustaqil hisoblanadi. Masalan, uch o‘lchovli fazoda uchta vektor: chiziqli mustaqildir, chunki ularning har birini qolgan ikkitasining chiziqli kombinatsiyasi sifatida ifodalashning iloji yo‘q. Vektorlar orasidagi burchakni aniqlashda trigonometrik yondashuv Vektorlar orasidagi burchakni aniqlash uchun skalyar ko‘paytma va trigonometrik formulalardan foydalanish mumkin: 8 uzunligi bo‘yicha hajm qanday o‘zgarishini o‘rganish, aralash ko‘paytmaning nazariy ahamiyatini yanada oshiradi. Aralash ko‘paytma — bu uchta vektor o‘rtasidagi chuqur geometrik va algebraik aloqalarni ifodalovchi muhim tushuncha. U vektorlar yordamida qurilgan jismning hajmini aniqlash, vektorlarning chiziqli bog‘liqligini tekshirish, fazoviy o‘zaro joylashuvni aniqlash kabi ko‘plab masalalarda ishlatiladi. Bu amal orqali biz fazodagi shakllar, tuzilmalar va kuchlarning qanday harakat qilayotganini matematik jihatdan ifodalay olamiz. Shu sababli, aralash ko‘paytmani puxta o‘zlashtirish vektor analizining chuqur mohiyatini anglashda muhim bosqich hisoblanadi. 3.2 Aralash ko‘paytmaning fizik va geometriyadagi qo‘llanilishi Vektor algebrai va fazoviy analizda muhim tushuncha bo‘lgan aralash ko‘paytma nafaqat nazariy fanlarda, balki fizika, muhandislik, kompyuter grafikasi va fazoviy geometriya sohalarida ham keng tatbiq etiladi. Bu amal yordamida uchta vektor o‘rtasidagi bog‘liqlik, ularning o‘zaro fazodagi joylashuvi, hajm, yo‘nalish va chiziqli bog‘liqlik kabi muhim tushunchalar aniq va ishonchli tarzda ifodalanadi. Aralash ko‘paytma fazoviy jism hajmini o‘lchash, harakatni ifodalash, kuch va momentlarning ta’sirini baholash, uch o‘lchamli modellarning ichki tuzilishini o‘rganish kabi amaliy jihatlarga ega bo‘lib, bu uni nafaqat matematik, balki fizik va muhandislik yondashuvlar uchun ham ajralmas vositaga aylantiradi. 31 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR Asosiy adabiyotlar 1. Narmanov A.Y. Analitik geometriya. O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi, Toshkent: O‘zbekiston faylasuflari milliy jamiyati nashriyoti, 2008. Jizzax Davlat Pedagogika Universiteti+1Uniwork+1 2. Xudayarov X. Chiziqli algebra va analitik geometriya. Jizzax Davlat Pedagogika Universiteti, 2020. Jizzax Davlat Pedagogika Universiteti 3. Kucharov O.R. Ikkinchi tartibli egri chiziqlar: Aylana va Ellips. Toshkent Irrigatsiya va Qishloq xo‘jaligini mexanizatsiyalash muhandislari instituti, 2023. TIIAME Staff 4. Narmanov A.Y. Analitik geometriya kursi. Mathnet.uz, 2010. Uniwork+5mathnet.uz+5mathnet.uz+5 Yordamchi adabiyotlar 5. Baxvalov S.V., Modenov P.S., Parxomenko A.S. Analitik geometriyadan masalalar to‘plami. Toshkent, 2005. Ebook TSUE+1Uniwork+1 6. Sharipov A.S. Ikkinchi tartibli chiziqlarning tadbiqlari. Mathnet.uz, 2023. Arxiv.uz+3mathnet.uz+3mathnet.uz+3 7. Muratov Sh. Chizma geometriya. Jizzax Davlat Pedagogika Universiteti, 2020. Jizzax Davlat Pedagogika Universiteti+1Uniwork Elektron ta’lim manbalari 8. GeoGebra – Interaktiv geometriya dasturi: 9. Desmos – Onlayn grafik kalkulyator: Ilmiy+2TIIAME Staff+2Jizzax Davlat Pedagogika Universiteti+2 10. Python Matplotlib – Grafik chizmalar uchun kutubxona: Jizzax Davlat Pedagogika Universiteti+6Arxiv.uz+6Jizzax Davlat Pedagogika Universiteti+6 11. Arxiv.uz – Ikkinchi tartibli chiziqlar haqida ma'lumot: 38 ularning ketma-ketligi, tartibi va o‘zaro joylashuvi aniq belgilanadi. Bu esa vektorlar tahlilining noaniq natijalar chiqishining oldini oladi. Ta’lim jarayonida vektor ko‘paytmasi mavzusi ko‘pincha geometriya va algebra bo‘limlarida o‘rganiladi. O‘quvchilarga bu tushunchani tasavvur qilish osonroq bo‘lishi uchun ko‘p hollarda grafik tasvirlar, modellar va interaktiv dasturlardan foydalaniladi. Bu mavzuni chuqur tushunish nafaqat matematik, balki amaliy sohalarda ham muhim bilim va ko‘nikmalarni shakllantiradi. Vektor ko‘paytmasi tushunchasi orqali biz ikki vektor yordamida yangi vektor hosil qilamiz. Bu yangi vektor faqatgina yo‘nalish jihatdan emas, balki fizik ma’noga ega bo‘lgan miqdorlarni ham bildiradi. Masalan, bu moment, aylanish tezligi, elektromagnit maydon yo‘nalishi kabi tushunchalarni o‘z ichiga oladi. Shunday qilib, bu mavzuni o‘rganish ko‘plab real hayotdagi masalalarni yechish kalitiga aylanadi. Xulosa qilib aytganda, vektor ko‘paytma — bu matematik tushuncha bo‘lib, uning geometrik talqini orqali biz fazoda vektorlar o‘zaro qanday harakat qilishini, ular qanday tekisliklar va shakllar hosil qilishini, shuningdek, bu harakat va yo‘nalishlarning fizik ma’nolarini tushunishimiz mumkin bo‘ladi. Vektor 23 (1.1.5) Bu yerda:  — skalyar ko‘paytma,  — vektorlarning modullari. Misol: Agar bo‘lsa, ular orasidagi burchak quyidagicha topiladi: Vektorlarning grafigi va fazodagi joylashuvi Vektorlarning fazodagi joylashuvi ularning koordinatalar yordamida aniq ifodalanadi. Masalan, uch o‘lchovli fazoda har bir vektor uchta koordinata o‘qida joylashgan bo‘ladi va ular orasidagi munosabatlar chizma orqali tasvirlanadi. Bu qismni chizmalar bilan to‘ldirish uchun grafik vizualizatsiya qilish kerak bo‘ladi. Agar hohlasangiz, men sizga bir nechta grafik tasvirlarni ham tayyorlab beraman. 9 a·a=¿a¿2,va agar a⋅b= 0 bo ‘lsa, bu vektorlar perpendikulyar. 2.2. Vektor ko‘paytmaning xossalari: 1. Antikommutativlik: a × b = − ( b × a ) . 2. Distributivlik: a × ( b + c ) = a × b + a × c . 3. Vektor ko‘paytmasi va nol: a×a=0. 3. Amaliy qo‘llanilishi 3.1. Vektorlar orasidagi burchakni topish Ikki vektor a va b orasidagi burchak θ quyidagicha topiladi: cos θ = a ⋅ b ∣ a ∣ ∣ b ∣ . cos θ = a · b ¿ a ∨ ¿ b ∨ ¿ . cosθ = ∣ a ∣ ∣ b ∣ a ⋅ b . ¿ Misol 3: a = ( 3 , − 1,2 ) , b = ( 1,4 , − 2 ) vektorlar orasidagi burchakni toping. Yechim: a ⋅ b = 3 × 1 + ( − 1 ) × 4 + 2 × ( − 2 ) = 3 − 4 − 4 = − 5 , a · b = 3 × 1 + ( − 1 ) × 4 + 2 × ( − 2 ) = 3 − 4 − 4 = − 5 , a ⋅ b = 3 × 1 + ( − 1 ) × 4 + 2 × ( − 2 ) = 3 − 4 − 4 = − 5 , ∣ a ∣ = 32 + ( − 1 ) 2 + 22 = 9 + 1 + 4 = 14 , ∨ a ∨ ¿ √ 3 2 + ¿ ¿ 3.2. To‘g‘ri burchakli koordinatalarda tekislik yuzasining yuzasi Ikki vektor ko‘paytmasining uzunligi ular hosil qilgan parallelogramm yuzasining maydoniga teng. Agar a va b vektorlar bo‘lsa, ularning vektor ko‘paytmasining uzunligi S=∣a×b∣=∣a∣∣b∣sin θ bu yerda S — parallelogramm yuzasi. 3.3. Uch vektorli hajm Uch vektor a,b,c, tomonidan hosil qilingan parallelepiped hajmi quyidagicha aniqlanadi: V = ∣ a ⋅ ( b × c ) ∣ . Misol 4: a = ( 1,0,0 ) , b = ( 0,1,0 ) , c = ( 0,0,1 ) vektorlarining hosil qilgan parallelepiped hajmini toping. Yechim: b × c = ( 1 × 1 − 0 × 0 ) i − ( 0 × 1 − 0 × 0 ) j + ( 0 × 0 − 1 × 0 ) k = ( 1,0,0 ) . b × c = | i j k 0 1 0 0 0 1 | = ( 1 × 1 − 0 × 0 ) i − ( 0 × 1 − 0 × 0 ) j + ( 0 × 0 − 1 × 0 ) k = ( 1,0,0 ) . b × c = ( 1 × 1 − 0 × 0 ) i − ( 0 × 1 − 0 × 0 ) j + ( 0 × 0 − 1 × 0 ) k = ( 1,0,0 ) . Endi a ⋅ ( b × c ) = ( 1,0,0 ) · ( 1,0,0 ) = 1. a ⋅ ( b × c ) = ( 1,0,0 ) ⋅ ( 1,0,0 ) = 1. 18 Fizikadagi qo‘llanilishi Vektor ko‘paytma kuch momenti, zarracha harakati, aylanish tezligi, elektromagnit maydon kabi fizik hodisalarni tasvirlashda asosiy vosita hisoblanadi. Kuch momenti obyektga ta’sir qilayotgan kuchning aylanish markaziga nisbatan qanday aylanishga olib kelishini bildiradi. Bu moment aynan kuch va joylashuv vektori o‘rtasidagi vektor ko‘paytma orqali topiladi. Kompyuter grafikasi va muhandislikda vektor ko‘paytma sirtlar uchun normal vektorlar topishda ishlatiladi. Masalan, uchburchakli sirt modelining har bir yuzasi uchun sirtga tik vektor aniqlanadi. Bu normal vektorlar yorug‘lik yo‘nalishi, kamera holati va sirt o‘zgarishini aniqlash uchun kerak bo‘ladi. Shuningdek, vektor ko‘paytma yordamida elektromagnit to‘lqinlarning tarqalish yo‘nalishini aniqlash mumkin. Elektr va magnit maydonlari orasidagi vektor ko‘paytma bu to‘lqinning harakat yo‘nalishini beradi. Bu xususiyat, ayniqsa, optika, radiotexnika va energetika sohalarida qo‘llaniladi. Geometriyadagi qo‘llanilishi Geometriyada vektor ko‘paytma ikki vektor orasidagi burchakni bilgan holda yuzalar maydonini topishda yordam beradi. Masalan, ikki vektor orqali qurilgan 25 MUNDARIJA KIRISH .......................................................................................................................................................... 2 I BOB. Vektorlar nazariyasining asosiy tushunchalari .................................................................................. 4 1.1 Vektor va koordinatali ifoda haqida umumiy tushuncha ................................................................... 5 1.2 Vektorlarning chiziqli bog‘liqligi va chiziqli kombinatsiya ................................................................ 10 1.3 Vektorlarning proeksiyasi va skalyar ko‘paytma .............................................................................. 13 II BOB. Vektorlar ko‘paytmasi: nazariya va amaliyot ................................................................................. 15 2.1 Vektor ko‘paytma va uning geometrik talqini .................................................................................. 19 2.2 Vektor ko‘paytmaning xossalari va qo‘llanilishi ............................................................................... 24 III BOB. Aralash ko‘paytma va uning tatbiqlari .......................................................................................... 27 3.1 Aralash ko‘paytma ta’rifi va hajmni ifodalash .................................................................................. 27 3.2 Aralash ko‘paytmaning fizik va geometriyadagi qo‘llanilishi ............................................................ 31 XULOSA .................................................................................................................................................. 37 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR ................................................................................................................ 38 KIRISH “Agar mendan sizni nima qiynaydi?” deb 2 perpendikulyar uchinchi vektor hosil qilib bo‘lmaydi. Shu sababli, vektor ko‘paytmasi nisbatan murakkab, lekin uch o‘lchovli tahlil uchun zarur vositadir. Geometriyada vektor ko‘paytma yordamida chiziqlar orasidagi normal yo‘nalishni, tekislikka tik yo‘nalishni va yuzaga bo‘lgan munosabatni aniqlash mumkin. Bu tushuncha ayniqsa, chizmalar geometriyasi, kompyuter grafikasi, robototexnika, qurilish muhandisligi va boshqa texnik fanlarda muhim ahamiyatga ega. Masalan, kompyuter grafikasi sohasida har qanday sirt yoki modelning normal vektori yuzaga qanday yorug‘lik tushishini aniqlashda ishlatiladi. Bunday holatlarda vektor ko‘paytma vizual effektlar yaratishda asosiy rol o‘ynaydi. Yana bir muhim aspekt — vektor ko‘paytma geometriyada yo‘nalishli yuzalar va harakatlar aniqlash uchun ishlatiladi. Masalan, ikkita vektor yordamida aniqlangan yo‘nalishli yuzaning yo‘nalishi aynan ularning vektor ko‘paytmasi orqali belgilanadi. Bu, ayniqsa, elektromagnit maydonlarda va mexanika qonunlarida juda muhim. Amaliyotda vektor ko‘paytmaning yo‘nalishini to‘g‘ri aniqlash ko‘p jihatdan natijaning to‘g‘riligiga ta’sir qiladi. Shuning uchun ham vektorlar bilan ishlaganda 22 1.3 Vektorlarning proeksiyasi va skalyar ko‘paytma Vektorlarning proeksiyasi va skalyar ko‘paytmasi analitik geometriya va fizika sohasida muhim o‘rin tutadi. Ushbu tushunchalar vektorlar orasidagi burchaklarni aniqlash, bir vektorni boshqasiga proyeksiya qilish va fizik jarayonlarni, masalan, kuchlar yoki tezliklarning yo‘nalishlarini tahlil qilishda qo‘llaniladi. Quyida vektor proyeksiyasi va skalyar ko‘paytmaning ta’riflari, xossalari, formulalari va amaliy misollari keltiriladi. 13 ∣a×b∣=∣a∣∣b∣sin θ, bu yerda θ — vektorlar orasidagi burchak. Koordinatalar yordamida: a×b= | i j k a1 a2 a3 b1 b2 b3| =(a2b3− a3b2)i−(a1b3−a3b1)j+(a1b2− a2b1)k bu yerda i,j,k— x,y,z o‘qlarining birlik vektorlari. Misol 2: a = ( 1,2,3 ) , b = ( 4,5,6 ) vektorlarining vektor ko‘paytmasini toping. Yechim: a × b = | i j k 1 2 3 4 5 6 | = ( 2 × 6 − 3 × 5 ) i − ( 1 × 6 − 3 × 4 ) j + ( 1 × 5 − 2 × 4 ) k a × b = 36 = ( 2 × 6 − 3 × 5 ) i − ( 1 × 6 − 3 × 4 ) j + ( 1 × 5 − 2 × 4 ) k = ( 12 − 15 ) i − ( 6 − 12 ) j + ( 5 − 8 ) k = ( − 3 ) i − ( − 6 ) j − 3 k = ( − 3,6 , − 3 ) . Vektorlar ko‘paytmasining xossalari Skalyar ko‘paytmaning xossalari: 1. Kommutativlik: a⋅b=b⋅a . 2. Distributivlik: a ⋅ ( b + c ) = a ⋅ b + a ⋅ c . 3. Skalyar ko‘paytma va nol: 17 Agar uchta vektor o‘zaro fazoda chiziqli mustaqil bo‘lsa, ularning aralash ko‘paytmasi nolga teng bo‘lmaydi. Bu teorema geometriya va fizikaning ko‘plab hisoblarida asos bo‘lib xizmat qiladi. Bu natija orqali uchta kuch yoki harakat vektorining haqiqiy fazoviy ta’siri mavjudligini aniqlash mumkin. 36 XULOSA Ushbu kurs ishida koordinatalari bilan vektorni vektor va aralash ko‘paytmalar mavzusi atroflicha o‘rganildi. Analitik geometriya fanida vektorlar yordamida geometrik figuralar va fizikaviy jarayonlar modellashuvi juda muhim o‘rin tutadi. Vektorlar va ularning aralash ko‘paytmasi nafaqat geometriyada, balki fizika va muhandislik sohalarida ham keng qo‘llaniladi. Kurs ishi davomida vektorlar yordamida geometrik ob’ektlarning o‘zaro munosabatlari, ularning koordinatalar yordamida ifodalash, skalyar va vektorli ko‘paytmalar haqida to‘liq tushuncha shakllandi. Aralash ko‘paytma orqali fazodagi uchta vektor orasidagi bog‘lanish va ularning orientatsiyasi, shuningdek, bu ko‘paytmalar yordamida hajmlar va yuzalar hisoblanishi haqida chuqur bilimlar olindi. Vektorlar va aralash ko‘paytmalar ning nazariy va amaliy jihatlari nafaqat matematik bilimlarni oshiradi, balki amaliy ishlarda, jumladan, fizikaviy tizimlar ni modellashtirishda muhim vosita sifatida qo‘llaniladi. Vektorlarning koordinatalar tizimlarida ifodalanishi va ular yordamida fazodagi ob’ektlarni aniq tasvirlash zamonaviy ilmiy va texnik yutuqlar uchun zarur hisoblanadi. Kurs ishi davomida vektorlar yordamida fazodagi turli geometrik figuralarni tasvirlash va ular orasidagi munosabatlarni aniq tushunish uchun zarur bo‘lgan barcha matematik usullar va formulalar batafsil o‘rganildi. Shuningdek, aralash ko‘paytma va uning geometriya va fizika sohalarida qanday qo‘llanilishini ko‘rsatadigan amaliy misollar ham keltirildi. Xulosa qilib aytganda, koordinatalari bilan vektorni vektor va aralash ko‘paytmalar tushunchalari nafaqat ilmiy nuqtai nazardan, balki amaliy qo‘llanilish jihatidan ham katta ahamiyatga ega. Ushbu kurs ishi talabalarga nazariy bilimlar bilan birga amaliy ko‘nikmalarni ham rivojlantirishga yordam beradi hamda kelajakdagi ilmiy izlanishlar va amaliy loyihalar uchun mustahkam asos bo‘lib xizmat qiladi. 37 Vektorlarni ayirish : Vektorlarni ayirishda, har bir koordinat bo‘yicha farq olish kerak. Masalan: (1.1.2) Skalyar son bilan ko‘paytirish : Vektorni bir skalyar son bilan ko‘paytirish uchun, har bir koordinatni skalyar bilan ko‘paytirish kerak. Masalan: (1.1.3) Bu amallar geometrik va algebraik nuqtai nazardan vektorlarning o‘zaro munosabatlarini aniqlashda asosiy rol o‘ynaydi. Vektorlar yordamida, masalan, ikki nuqta orasidagi masofa yoki kuchning yo‘nalishini aniqlash kabi vazifalar bajariladi. Vektorlar va ularning koordinatalari Koordinatali ifoda yordamida vektorlar bir nuqtadan boshqa nuqtaga bo‘lgan masofani va yo‘nalishni tasvirlaydi. Bu esa analitik geometriyaning asosiy vositasi hisoblanadi. Vektorlarning har bir koordinatasi o‘ziga xos fizik ma’no anglatadi: x va y koordinatalari — vektorning tekislikdagi o‘lchovlarini, z koordinatasi esa fazodagi vertikal o‘lchovni ifodalaydi. Vektorlar koordinatalar yordamida ko‘plab amaliy muammolarni hal qilishga yordam beradi. Ular fazodagi harakatlar, kuchlar va tezliklar kabi fizik kattaliklarni matematik ifodalashda qo‘llaniladi. Vektorlarning qarama-qarshi yo‘nalishlari va antiparallel vektorlar Vektorlar qarama-qarshi yo‘nalishda bo‘lishi uchun ularning yo‘nalishlari bir- biriga teskari bo‘lishi kerak. Bunday vektorlar antiparallel vektorlar deb ataladi. Agar A\mathbf{A} va B\mathbf{B} vektorlar antiparallel bo‘lsa, ular quyidagi shartni qanoatlantiradi: Yoki skalyar ko‘paytma orqali ifodalansa: Bu shart vektorlar orasidagi burchak 180° bo‘lganda yoki yo‘nalishlari qarama-qarshi bo‘lganda bajariladi. 7 Natijada vektori hosil bo‘ldi. Vektorlar to‘plami chiziqli bog‘liq deb ataladi, agar ularning chiziqli kombinatsiyasi nol vektorga teng bo‘lsa va kamida bitta koeffitsiyent nolga teng emas bo‘lsa. Ya’ni, quyidagi tenglama o‘rinli bo‘lsa: va koeffitsiyentlardan kamida bittasi bo‘lsa, vektorlar chiziqli bog‘liqdir. Aks holda, agar faqat trivial yechim mavjud bo‘lsa, vektorlar chiziqli mustaqildir. ( n ) -o‘lchovli fazoda ( n )-tadan ortiq vektorlar har doim chiziqli bog‘liqdir. Masalan fazosida uchta vektor chiziqli bog‘liq bo‘ladi, chunki ikkita mustaqil vektor bu fazoni to‘liq qamrab oladi. Vektorlarning chiziqli bog‘liqligini aniqlash uchun quyidagi usullardan foydalaniladi: Vektorlarning koordinatalarini matritsa sifatida yozib, uning determinanti yoki qatorlarning mustaqilligini tekshirish. Vektorlarning yo‘nalishlari va o‘zaro munosabatlarini grafik tarzda tahlil qilish. Tenglama tizimini yechish orqali koeffitsiyentlarning qiymatini aniqlash. vektorlarning chiziqli bog‘liqligini aniqlaylik. Quyidagi tenglamani yozamiz: Bu tenglama quyidagi tizimni beradi: 11 1. Vektorlar ko‘paytmasi tushunchasi Vektorlar ko‘paytmasi deganda odatda ikki turdagi ko‘paytma tushuniladi: 1. Skalyar ko‘paytma (nuqta ko‘paytma, dot product) — ikki vektor orasidagi burchak va ularning uzunliklarini ifodalaydi. 2. Vektor ko‘paytma (kros ko‘paytma, cross product) — ikki vektorga perpendikulyar yangi vektor hosil qiladi. 1.1. Skalyar ko‘paytma Ikki vektor ava b ning skalyar ko‘paytmasi quyidagicha aniqlanadi: a⋅b=∣a∣∣b∣cos θ , bu yerda θ — vektorlar orasidagi burchak. Agar a=(a1,a2,a3)va b=(b1,b2,b3) bo‘lsa, u holda: a ⋅ b = a 1 b 1 + a 2 b 2 + a 3 b 3 . Misol 1: a = ( 2 , − 3,1 ) , b = ( 4,0 , − 2 ) vektorlarining skalyar ko‘paytmasini toping. Yechim: a ⋅ b = 2 × 4 + ( − 3 ) × 0 + 1 × ( − 2 ) = 8 + 0 − 2 = 6. 1.2. Vektor ko‘paytma Ikki vektor a va b ning vektor ko ‘ paytmasi a×b — bu a va b ga perpendikulyar bo ‘ lgan vektor bo ‘ lib , uning uzunligi quyidagicha : 16 1. Kuch va momentlar tahlili Fizikada kuch, moment va aylanish kabi hodisalar fazoda aniq yo‘nalishga ega bo‘lgan miqdorlar orqali ifodalanadi. Bu vektorlar orasidagi munosabatlar ba’zida kuchli murakkablik kasb etadi. Aralash ko‘paytma bu munosabatlarni tahlil qilishda juda muhim rol o‘ynaydi. Masalan, biror jismdagi kuch momenti aniqlanganda, kuchning ta’sir nuqtasi, yo‘nalishi va aylanish markaziga nisbatan masofa muhim bo‘ladi. Bu uch elementning o‘zaro fazoviy ta’sirini aniqlash uchun aralash ko‘paytma ishlatiladi. Kuch momentining skalyar miqdorini topish, uning yo‘nalishini aniqlash va bu orqali jism qanday aylanishini tushunish — barchasi ushbu amal orqali bajariladi. 2. Elektromagnit maydonlar Elektromagnit hodisalarni tasvirlashda ham aralash ko‘paytma o‘z o‘rniga ega. Elektr maydoni, magnit maydoni va harakatlanuvchi zaryad orasidagi fazoviy munosabatlar aralash ko‘paytma orqali ifodalanadi. Ayniqsa, Lorens kuchi, elektromagnit to‘lqinlarning tarqalish yo‘nalishi kabi tushunchalar ushbu amal yordamida tahlil qilinadi. 3. Mexanik tizimlar 34 Bu yerda vektorning har bir o‘lchovdagi koordinatalaridir. Agar vektorlar R 2 (ikki o‘lchovli fazo)da joylashgan bo‘lsa, u holda u quyidagicha ifodalanadi: Agar R 3 (uch o‘lchovli fazo)da joylashgan bo‘lsa: Bundan ko‘rinib turibdiki, vektorlar faqatgina o‘lchovlar bilan emas, balki yo‘nalish bilan ham bog‘liq bo‘ladi. Koordinatalar yordamida vektorlarni ifodalash Vektorlarni koordinatalar tizimi yordamida ifodalashda ular har bir o‘lchovga mos keladigan raqamlar bilan tavsiflanadi. Masalan, ikki o‘lchovli fazoda vektor quyidagicha ifodalanadi: — tegishli nuqtalarning koordinatalari. Shunday qilib, vektorning koordinatali ifodasi vektorning boshlanish nuqtasidan oxirgi nuqtasigacha bo‘lgan masofani va yo‘nalishni aniqlash imkonini beradi. Bundan tashqari, R 3 fazosidagi vektor quyidagicha ifodalanadi: Bu holatda vektorlar uchinchi o‘lchovdagi z koordinatani ham o‘z ichiga oladi. Vektorlar geometrik ob’ektlar sifatida koordinatalar tizimlarida joylashgan bo‘lishi sababli, ular yordamida fazodagi ob’ektlar orasidagi masofalar, yo‘nalishlar va boshqa o‘zaro munosabatlarni matematik tarzda ifodalash mumkin. Vektorlar ustidagi amallar Vektorlar ustida bajariladigan asosiy amallar quyidagilar: Vektorlarni qo‘shish : Ikki vektorni qo‘shish uchun ularning har bir koordinatasini alohida qo‘shish kerak. Masalan, ikki vektor va bo‘lsa, ularning yig‘indisi quyidagicha ifodalanadi: (1.1.1) 6 vektorlar bir tekislikda yoki unga yaqin yo‘nalishda joylashgan bo‘lsa, hajm kamayadi yoki nolga teng bo‘ladi. Bu degani, aralash ko‘paytma nol bo‘lsa , uchta vektor bir tekislikda yotadi — ya’ni ular fazoda mustaqil yo‘nalishlar hosil qilmaydi. Teorema: Aralash ko‘paytmaning nolga tengligi Agar uchta vektor bir tekislikda joylashgan bo‘lsa, ularning aralash ko‘paytmasi nolga teng bo‘ladi. Bu teorema yordamida vektorlar orasida chiziqli bog‘liqlik mavjud yoki mavjud emasligini aniqlash mumkin. Ya’ni, agar aralash ko‘paytma nol bo‘lsa, uchta vektor mustaqil emas, biri boshqalar orqali ifodalanadi. Bu geometriyada tekislik tekshirishda keng qo‘llaniladi. Aralash ko‘paytmaning xossalari Aralash ko‘paytma ayrim muhim algebraik xossalarga ega: 1 Sikliklik : Uchta vektor o‘rinlari aylantirilsa, aralash ko‘paytmaning qiymati o‘zgarmaydi. Bu xossa orqali vektorlar tartibi o‘zgarishiga qarab natijani aniqlashda qulaylik yaratiladi. 2 Antisikliklik : Agar ikki vektor o‘rnini almashtirsak, aralash ko‘paytmaning ishorasi o‘zgaradi. 3 Chiziqlilik : Har bir vektor ustida chiziqli o‘zgartirish kiritish mumkin va bu natijaga mos tarzda ta’sir etadi. 4 Nol natija : Aralash ko‘paytma nol bo‘lsa, bu vektorlar chiziqli bog‘liq degani. Bu xossalar vektorlar ustida ishonchli tahlil o‘tkazish va murakkab geometrik masalalarni yechishda asos bo‘lib xizmat qiladi. 29 III BOB. Aralash ko‘paytma va uning tatbiqlari Uch o‘lchamli fazoda vektorlar ustida bajariladigan amallar ichida aralash ko‘paytma alohida o‘rin tutadi. Bu amal uchta vektor orasida bajariladi va natijada skalyar (ya’ni, son) qiymat hosil bo‘ladi. Aralash ko‘paytma ikki bosqichli operatsiya bo‘lib, avval ikki vektorning vektor ko‘paytmasi, so‘ng esa uchinchi vektor bilan skalyar ko‘paytma orqali amalga oshiriladi. Bu amal uchta vektor orasidagi fazoviy bog‘liqlikni aniqlash, ularning bir tekislikda yoki bir jism ichida joylashganligini tahlil qilish, shuningdek, parallelepipedning hajmini hisoblashda ishlatiladi. Ushbu bobda aralash ko‘paytmaning asosiy xossalari, uning algebraik va geometrik mazmuni, hamda amaliy fanlardagi qo‘llanilishiga e’tibor qaratiladi. Xususan, hajm hisoblash, fazoviy geometriya, fizikaviy modellar va texnik sohalarda bu amal qanday tatbiq qilinishi ko‘rsatib beriladi. Shu orqali aralash ko‘paytmaning nazariy ahamiyati bilan bir qatorda, uning amaliyotdagi dolzarbligi ham chuqur tahlil qilinadi. 3.1 Aralash ko‘paytma ta’rifi va hajmni ifodalash Uch o‘lchamli fazodagi vektorlar ustida olib boriladigan amallar orasida aralash ko‘paytma tushunchasi alohida ahamiyatga ega. Bu amal uchta vektor orasidagi chuqur fazoviy bog‘liqlikni ifodalab, ularning bir-biriga nisbatan qanday joylashganini aniqlashga yordam beradi. Aralash ko‘paytmaning o‘ziga xosligi shundaki, bu amal natijasida vektor emas, balki son — ya’ni skalyar qiymat hosil bo‘ladi. Shu sababli, bu amal ba’zida skalyar aralash ko‘paytma deb ham ataladi. Aralash ko‘paytma tushunchasi Aralash ko‘paytma — bu uchta vektor o‘rtasida bajariladigan murakkab, ammo aniq geometrik mazmunga ega bo‘lgan amal bo‘lib, u birinchi ikki 27

Koordinatalari bilan vektorni vektor va aralash ko‘paytmalari 2

Купить