Iloczyn skalarny wektorów to narzędzie, bez którego nie zrobisz zadań o prostopadłości i kątach w geometrii analitycznej. Na maturze podstawowej pojawia się rzadziej, ale na rozszerzeniu praktycznie co roku. Dobra wiadomość: wzór jest prosty jak cep, wystarczy wiedzieć, kiedy go użyć.
Wzór na iloczyn skalarny - dwie postaci
Dla wektorów u=[u1,u2] i v=[v1,v2]:
Postać współrzędnościowa:
u∘v=u1v1+u2v2
Postać geometryczna:
u∘v=∣u∣⋅∣v∣⋅cosα
gdzie α to kąt między wektorami, a ∣u∣ to długość wektora:
Oblicz iloczyn skalarny wektorów u=[3,4] i v=[2,−1].
Rozwiązanie:
u∘v=3⋅2+4⋅(−1)=6−4=2
Odpowiedź:u∘v=2.
Zadanie 2 - sprawdzenie prostopadłości
Czy wektory a=[3,4] i b=[−4,3] są prostopadłe?
Rozwiązanie:
a∘b=3⋅(−4)+4⋅3=−12+12=0
Iloczyn skalarny = 0, więc wektory są prostopadłe.
Odpowiedź: Tak, wektory są prostopadłe.
Zadanie 3 - znajdź parametr
Dla jakiej wartości m wektory u=[m,3] i v=[2,−4] są prostopadłe?
Rozwiązanie:
Z warunku prostopadłości:
m⋅2+3⋅(−4)=0 2m−12=0 m=6
Odpowiedź:m=6.
Zadanie 4 - kąt między wektorami
Oblicz kąt między wektorami u=[1,3] i v=[1,0].
Rozwiązanie:
u∘v=1⋅1+3⋅0=1
∣u∣=1+3=2, ∣v∣=1
cosα=2⋅11=21
Zatem α=60°.
Odpowiedź:α=60°.
Zadanie 5 - kąt rozwarty
Oblicz kąt między wektorami u=[1,2] i v=[−2,−1].
Rozwiązanie:
u∘v=−2−2=−4
∣u∣=5, ∣v∣=5
cosα=5−4=−0,8
α=arccos(−0,8)≈143°.
Wniosek: ujemny iloczyn skalarny oznacza kąt rozwarty.
Zadanie 6 - wektor prostopadły
Znajdź wektor prostopadły do u=[2,5] o długości 29.
Rozwiązanie:
Wektor prostopadły do [a,b] ma postać [−b,a] lub [b,−a].
Dla u=[2,5] prostopadłe są: [−5,2] oraz [5,−2].
Długość: 25+4=29. Zgadza się.
Odpowiedź:v=[−5,2] lub v=[5,−2].
Typowe pułapki
1. Mylenie iloczynu skalarnego z wektorowym. Na podstawie to nie występuje, ale na rozszerzeniu owszem. Skalarny = liczba, wektorowy = wektor (tylko w 3D).
2. Zapomnienie o znaku. Ujemny iloczyn = kąt rozwarty. Mnóstwo osób dostaje cos=−21 i pisze 60° zamiast 120°.
3. Długość wektora bez pierwiastka. Pamiętaj ∣u∣=u12+u22, nie u12+u22.
4. Pomylenie punktu z wektorem. Punkt A=(1,2), wektor u=[1,2]. Na maturze notacja różni się nawiasami.
Niezbędne pliki cookie utrzymują logowanie i ustawienia. Za Twoją zgodą używamy też analitycznych (PostHog) i reklamowych (Meta, Google Ads), żeby wiedzieć, które kampanie działają. Bez zgody liczymy wizyty anonimowo, bez plików cookie. Wybór zmienisz w każdej chwili. Polityka prywatności