Mathematik verstehen 5, Schulbuch

262 13.1 Winkelmaß von Vektoren; Vorzeichen des Skalarprodukts Berechnen von Winkelmaßen Definition Zwei vom Nullvektor verschiedene Vektoren ​→a ​, ​ → b ​* R2 seien durch Pfeile von einem gemeinsamen Anfangspunkt aus dargestellt. Das Maß φ des Winkels, den diese beiden Pfeile miteinander einschließen, nennt man das Winkelmaß der Vektoren ​→a ​und ​ → b ​. • Falls die beiden Pfeile gleich gerichtet sind, ist φ = 0° (Abb. 13.1). • Falls die beiden Pfeile entgegengesetzt gerichtet sind, ist φ = 180° (Abb. 13.2). • In allen anderen Fällen nimmt man von den beiden möglichen Winkelmaßen φ und 360° – φ stets das kleinere (Abb. 13.3). S 180° 360° – φ φ b S b b a a a Abb. 13.1 Abb. 13.2 Abb. 13.3 Für das Winkelmaß φ zweier Vektoren gilt stets: 0° ª φ ª 180° 13.01 Stelle die Vektoren ​→a ​= (5 | –2) und ​ → b ​= (– 1 | 4) durch Pfeile von O aus dar und berechne das Maß φ des Winkels, den diese beiden Pfeile miteinander einschließen! LÖSUNG Wir verwenden den Cosinussatz: † ​ → b ​​ – ​→a ​† ​2 ​= † ​→ a ​​† ​2 ​+ † ​ → b ​​† ​2 ​– 2 · † ​→ a ​​† · † ​ → b ​​† · cos φ cos φ = ​ † ​→ a ​† ​2 ​+ † ​ → b ​† ​2 ​– † ​ → b ​– ​→a ​† ​2​ __ 2 · † ​→ a ​† · † ​ → b ​† ​ ​= ​ ​→a ​ ​ 2 ​+ ​ → b ​ ​ 2 ​– ( ​ → b ​– ​→a )​ ​ 2 ​ __ 2 · † ​→ a ​† · † ​ → b ​† ​ ​= = ​ ​→a ​ ​ 2 ​+ ​ → b ​ ​ 2 ​– [ ​ → b ​ ​ 2 ​–2·(​→a ​· ​ → b ​) + ​→a ​ ​ 2 ​] ____ 2 · † ​→ a ​† · † ​ → b ​† ​ ​= ​ ​ →a ​· ​ → b ​ _ † ​→ a ​† · † ​ → b ​† ​ cos φ = ​ ​( ​ 5 ​ – 2​) ​· ​(​ – 1 4 ​)​ ___ ​| ​( ​ 5 ​ – 2​) ​| ​· ​| ​(​ – 1 4 ​​) ​|​ ​= ​ 5 · (– 1) + (– 2) · 4 ___ ​� __ 29 ​· ​� __ 17 ​ ​ w φ ≈ 125,8° L a φ b S 2. A. 1. A. φ b b –a a 13 GRUNDKOMPETENZEN Die geometrische Bedeutung des Skalarprodukts kennen und den Winkel zwischen zwei Vektoren ermitteln können. Einheitsvektoren ermitteln, verständig einsetzen und interpretieren können AG-L 3.6 AG-L 3.7 WEITERE ANWENDUNGEN VON VEKTOREN IN ​R ​2​ Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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