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Siano u = (u1, u2, u3) and v =
(v1, v2, v3). Il prodotto scalare u·v
di u e v è definito in due modi equivalenti:
(1)
u·v = u1v1 + u2v2 + u3v3
(2)
u·v = 0 if u=0 or v=0,
u·v = ||u|| ||v|| cos(θ),
dove θ = min{∠uv, ∠vu}, altrimenti
(comunque il coseno di ∠uv e quello di ∠vu sono uguali essendo angoli opposti)
Perché le due definizioni sono equivalenti?
Per la definizione (2), u·v, fissate le intensità di u e v, assume valore massimo se u e v hanno direzioni uguali od opposte,
u·v=0 se u e v sono perpendicolari.
Quindi tra i versori i, j e k degli assi x, y e z valgono le relazioni seguenti: i·i = 1, i·j = 0, i·k = 0, j·j = 1, j·i = 0, j·k = 0, k·k = 1, k·i = 0, k·j = 0. Potevamo tralasciare qualche relazione in quanto u·v = v·u, cosa che segue dal fatto che ||u|| ||v|| = ||v|| ||u||. | |
Inoltre a·(b+c) = a·b+a·c. Infatti (vedi figura a lato) a·(b+c) equivale al prodotto di ||a|| (lunghezza di PQ) per la proiezione su a di b+c (PK), e questa è pari alla somma delle proiezioni su a di b (PH) e c (HK), che sono pari ad a·b e a·c. Poi (ku)·v = k(u)·v.Infatti se moltiplico per k un vettore viene moltiplicata per k anche la sua proiezione su un altro vettore v. Dunque: u·v = (u1i+u2j+u3k)·(v1i+v2j+v3k) = u1v1·1+u1v2·0+ + u3v3·1 = u1v1 + u2v2 + u3v3 |