Komponentendarstellung von Vektoren: Unterschied zwischen den Versionen

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a_x = a \cos(\alpha)
 
a_x = a \cos(\alpha)
 
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Mit Hilfe des [[Skalarprodukt|Skalarprodukts]] geometrisch interpretiert auch weil sich die Strecke <math>a_x</math> bei der Projektion des Vektors <math>\vec{\textbf{a}}</math> auf die parallel zum Einheitsvektor <math>\vec{\textbf{e}}_{x}</math> verlaufende Linie ergibt lässt sich dieser Zusammenhang auch wie folgt ausdrücken:
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Mit Hilfe des [[Skalarprodukt|Skalarprodukts]] (geometrisch interpretiert auch weil sich die Strecke <math>a_x</math> bei der Projektion des Vektors <math>\vec{\textbf{a}}</math> auf die parallel zum Einheitsvektor <math>\vec{\textbf{e}}_{x}</math> verlaufende Linie ergibt) lässt sich dieser Zusammenhang auch wie folgt ausdrücken:
 
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\vec{\textbf{a}} \cdot \vec{\textbf{e}}_{x} = |\vec{\textbf{a}}| |\vec{\textbf{e}}_{x}| \cos(\alpha) = a \cos(\alpha) = a_x
 
\vec{\textbf{a}} \cdot \vec{\textbf{e}}_{x} = |\vec{\textbf{a}}| |\vec{\textbf{e}}_{x}| \cos(\alpha) = a \cos(\alpha) = a_x

Version vom 6. Februar 2012, 10:57 Uhr

Komponentenzerlegung eines Vektors

Vektorzerlegung
Bestimmung der Komponenten

Betrachtet man beispielsweise einen Vektor \vec{\textbf{a}} im dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem, so lässt sich dieser auch als Summe der Produkte seiner Komponenten und den zugehörigen Einheitsvektoren, die in die Richtungen der jeweiligen Koordinatenachsen zeigen, angeben:


\vec{\textbf{a}} = \begin{bmatrix} a_x\\ a_y\\ a_z \end{bmatrix} = a_x \vec{\textbf{e}}_{x} + e_y \vec{\textbf{e}}_{y} + a_z \vec{\textbf{e}}_{z}

Die Gültigkeit dieses Zusammenhangs lässt sich anhand des zweidimensionalen Beispiels in der Abbildung zur Vektorzerlegung nachvollziehen: Bildet man die Summe der beiden Vektoren a_x \vec{\textbf{e}}_x und a_y \vec{\textbf{e}}_y, so erhält man wieder den ursprünglichen Vektor \vec{\textbf{a}}. Führt man nun wie dargestellt einen Winkel \alpha ein, so lässt sich feststellen, dass sich die Strecke a_x mit Hilfe des Kosinus wie folgt bestimmen lässt:


a_x = a \cos(\alpha)

Mit Hilfe des Skalarprodukts (geometrisch interpretiert auch weil sich die Strecke a_x bei der Projektion des Vektors \vec{\textbf{a}} auf die parallel zum Einheitsvektor \vec{\textbf{e}}_{x} verlaufende Linie ergibt) lässt sich dieser Zusammenhang auch wie folgt ausdrücken:


\vec{\textbf{a}} \cdot \vec{\textbf{e}}_{x} = |\vec{\textbf{a}}| |\vec{\textbf{e}}_{x}| \cos(\alpha) = a \cos(\alpha) = a_x

Komponentendarstellung von Vektorbeziehungen

Literatur