Евклидовы просторанства

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Марта 2013 в 22:37, лекция

Краткое описание

Работа содержит подробный разбор задач на тему "Геометрия"

Прикрепленные файлы: 1 файл

Евклидовы пространства.doc

— 117.00 Кб (Скачать документ)

ЕВКЛИДОВО ПРОСТРАНСТВО

 

Определение: Евклидово векторное пространство - конечномерное векторное пространство V с положительно определенным скалярным произведением.

Определение: Аффинное пространство A(V) называется евклидовым, если евклидовым является векторное пространство V, связанное с аффинным.

Определение: Аффинный репер называется ортонормированным, если базис ортонормированный. Координаты точек в ортонормированном репере называются декартовыми.

Определение: Расстоянием между точками А и В в евклидовом пространстве называют число , т.е. длину вектора  . Очевидно, что .

 

Теорема 1. В евклидовом пространстве расстояние между точками и вычисляется по формуле:

Доказательство: . По определению координат точки . Известно, что в евклидовом векторном пространстве длина вектора равна .

 

Теорема 2. В евклидовом пространстве имеет место теорема Пифагора и теорема, обратная к ней.

Доказательство:

1) Пусть ABC - прямоугольный треугольник с прямым углом C, т.е. .

Известно, что , т.е. . Возведем обе части в квадрат . Отсюда , т.е. .

2) Пусть в треугольнике ABC выполняется . Следовательно, . Но , т.е. . Отсюда . Итак, , т.е. ABC - прямоугольный треугольник.

 

Теорема 3. В евклидовом пространстве в общем уравнении плоскости коэффициенты при неизвестных являются координатами векторов некоторого базиса ортогонального дополнения к направляющему пространству плоскости.

Доказательство: Пусть R - некоторый ортонормированный репер,  - фиксированная точка пространства, .

Пусть  - подпространство, порожденное линейно-независимой системой векторов . Рассмотрим плоскость a, проходящую через точку  перпендикулярно подпространству  .

Пусть M - текущая точка плоскости a, .

Тогда .

Пусть в репере R векторы базиса имеют координаты: .

Так как плоскость a перпендикулярна подпространству  , то для всех i (i = 1,…,n-k).

Получим систему уравнений: 

После преобразований: 

Теорема доказана.

 

Определение: Ортогональной проекцией точки P на плоскость  называется точка  плоскости a, такая, что  .

 

Теорема 4. Если в некотором репере R гиперплоскость a задана уравнением , точка  , то расстояние от точки P до гиперплоскости a можно вычислить по формуле:

Доказательство: Пусть  - ортогональная проекция точки P на гиперплоскость a. Тогда коллинеарен нормальному вектору .

Известно, что  , т.е. , следовательно, теорема верна.


Информация о работе Евклидовы просторанства