וקטורים וגאומטריה במרחב
MATH-G12-4U-03

וקטורים בהצגה אלגברית במרחב

יחידה זו מעבירה את הווקטור מהגישה הגאומטרית אל הגישה האלגברית במרחב התלת-ממדי. נכיר את מערכת הצירים במרחב ואת שיעורי הנקודה, ונגדיר את ההצגה האלגברית של וקטור כשלשה סדורה של רכיבים. נבצע את פעולות הווקטורים — שוויון, חיבור, חיסור וכפל בסקלר — בעזרת הרכיבים, ונחשב אורך וקטור באמצעות נוסחת המרחק. נגדיר את המכפלה הסקלרית בהצגה אלגברית,uv=x1x2+y1y2+z1z2, u \cdot v = x_{1}x_{2}+y_{1}y_{2}+z_{1}z_{2}, ונשתמש בה לחישוב זוויות בין וקטורים ולבדיקת ניצבות (מכפלה סקלרית אפס). לסיום נשלב את שתי הגישות — הגאומטרית והאלגברית — בשאלות שבהן וקטורים נתונים גם כצירוף לינארי של וקטורי בסיס וגם בשיעורים, כולל הצגת וקטורי גוף, חישובי אורכים, זוויות, שטחים והוכחות ניצבות. כל התרגילים מספריים (ללא פרמטרים), וכל תרגיל במרחב מלווה בתיאור סרטוט מדויק.

4 מיומנויות215 דקות

מיומנויות ביחידה

1

מערכת צירים במרחב והצגה אלגברית של וקטור

התלמיד יזהה שיעורי נקודה במערכת צירים תלת-ממדית, ימצא את ההצגה האלגברית של וקטור מנקודת התחלה לנקודת סיום כהפרש שיעורים, ויזהה מתי נקודה מונחת על ציר או במישור צירים

היכרות
2

פעולות בווקטורים בהצגה אלגברית

התלמיד יבצע חיבור, חיסור וכפל בסקלר של וקטורים במרחב באמצעות רכיביהם, יחשב אורך וקטור בעזרת נוסחת המרחק, ויקבע קולינאריות של וקטורים לפי יחס רכיבים קבוע

תרגול
3

מכפלה סקלרית בגישה אלגברית

התלמיד יחשב מכפלה סקלרית של וקטורים במרחב לפי הנוסחה u·v=x₁x₂+y₁y₂+z₁z₂, יחשב באמצעותה את הזווית בין שני וקטורים, ויקבע ניצבות לפי מכפלה סקלרית השווה לאפס

תרגול
4

שאלות משולבות: וקטור בשתי גישות

התלמיד ישלב את הגישה הגאומטרית והאלגברית בשאלות וקטור במרחב: יציג נקודה כצירוף לינארי של וקטורי גוף, יחשב שיעורים, אורכים, זוויות ושטחי משולש, ויוכיח ניצבות בעזרת מכפלה סקלרית

אתגר