Geometrie 2 Obsah Úvodní přehled 1 Afinní geometrie 9 Afinní struktura .............................. 10 Typické příklady.............................. 16 Afinní souřadnice.............................. 25 Afinní zobrazení .............................. 31 Vyjádření podprostorů........................... 40 Vzájemné polohy.............................. 45 Příčky.................................... 56 Uspořádání apod............................... 59 Těžiště apod................................. 64 Shrnutí kapitoly .............................. 75 Eukleidovská geometrie 76 Eukleidovská struktura........................... 77 Vzdálenosti................................. 85 Kolmé rozklady apod............................ 90 Objemy, determinanty apod........................ 96 Odchylky.................................. 111 Shodná, podobná a ekviafinní zobrazení................. 116 Shrnutí kapitoly .............................. 122 Poslední aktualizace 23. listopadu 2021 https://is.muni.cz/auth/el/ped/podzim2021/MA0009/index.qwarp C i'l b ( s T a'ĺ e s t e j a/ & ) • // -e c o L/ O č L A- T j yj t c o c tr S f s T/k'ls f t e j as r ) f3 o c & p Ľ £ p • 4 i u~ ' 21 J J OL K O Z X • to (o k- a. 1 JL u^i ( í l ť~ £ ej' {' i/r y A • pŕ-e.o{s-e.-L.t^#- ^ -ei^ ř ........................... í)( o«- • iy Z- / t: í ......................................................... C i/1 c íl k. 3, A\< o as C E as t y- • í/^-t^ / lUu6U .......................... t"-* sr*/r'/l u^6^or_y shody k P- o ^ o ( 'l y minuly íf/?f S^/t 1 r e " To s e n e s řr«"D n er -e o r r ^, ŕ © -e. z. D p> öl l<- 0 c/ ({ ^1 ^ f- o i. 6 f fr íl in i a/a's* t n. o j e f ^ O / / tf d ^ V m ť °l 1 b P it r b p ° ~ t o t c ' -z- TY A /'c (<- t ( s p o c ( ~í c j "í -c X s Ho or fco z o i'uy t*'*. LAD A/ i' f o j sn y 1 LA D f \' V l T /\ H Ý / n c ť M e. h í h o $ -i j Sfbj'i'-frostj l ľ z* ť (J L o it Y S t *» -trvj ť £-t ( b ť \s *( ť c" f S o Oi * -t a. is(j (H. ■ ť o un t c 1/ x. cl Ol ( 4. o s -f- f' y o A Z, O k f> &- Ľ

o (L ' a. f> o cl . Dokaž, že přímky p = AB a q = <-> CD, kde A[\ 2,0], B[4,3, -2], C[2,0,1], D[5,3, -2], jsou mimoběžné, a urči jejich odchylku ptfq. Jf=1 +3ř p: y = 2 + t , íeR q: z = -2/ pnq: 1 + 3f = 2 + r 2+ ř= r -2ř=1-r x = 2 + r y = r,reR z=1-r 3(-r=1 f-r=-2 2ř-r =-1 |(-1) - © (=2 ř-r =-2=» r =4 (3): 2 2-4 * -1; pnq =0 a p|q => přímky p a o; jsou mimoběžné ~r- l*H - |3H-1U(-2).(-1)| 6 = 22°12' Určíme smérové vektory přímek p. q a ověříme, že pjfq. (Vektory ÄB a CD n stejnou první souřadnici; kdyby platilo ^61| ČD, muselo by být ÄB =ČD.) Napíšeme parametrické rovnice přímek p a < Připustíme, že přímky p, q mají společný t Sečtením rovnic © a (D vychází ŕ = 2 z rovnice® pak r =4. Hodnoty f = 2 a /■ = 4 nevyhovují rovnici 3t Odchylku přímek p, q určíme pomocí jejich směrových vektorů AB a v. Př. 16 Napiš obecnou rovnici roviny a, v niž leží body 5[3,1,1], F[\ 2, -1) a která je rovnoběžná s přímkou QR. kde 0[-1,4, -2] a R[2, -2,3], <->Qfl|a<=>v=Cfl|a ú =ĚF=F-E =(-21,-2) v=CW = fl-Q=(3, -6,5 f (-H) ri(a, b,c) n 0=0 = ri • v - 0 = , normálový vektora; ri_Lu; riJ.v -2a + b-2e=0 |-3 3a-6b + 5c = 0 |-2 -9b + 4c=0, b=4=»c=9 2a = b-2c =4-18 = -14 => a=-7 a: -7x+4y + 9z + d=0; d = ? £ea: -7-3+4-1 + 9-1 + d = 0=>-8 + d=0=»d=8 a: -7x + 4y + 9z + 8 = 0 | (-1) «: 7x-4y-9z-8 = 0 r c Pí. 19 ) Vypočítej obsah trojúhelníku ABC, kde A[-3, -4, 1], 8(3, -1, -2), C[2, -2,1j\ S=lzv; 2 kdez=|ÄB|, v=|C,<^AB| ďě=B-/U(6, 3,-3) | AB|=V6í+3T+Htf j = VŠ4 j = 3 V6 j | C, •*-»AB | =| CC, |, kde C0 je pravoúhlý průmět bodu C na <-» AB ň\,|*B =>/)„£ 1,-1) a: 2x + y-z + d = 0; d = ? Cea: 2 2 + (-2)-1 + d=0=>d = -1 a: 2x + y-z-1 = 0 x = -3 + 2ř <->AB: y = -4 + f , íeR z = 1-ř C„ear,<->/u3: 2 (-3 + 2f) +(-4 + ř)-(1 -f)-1 = 0 6f-12=0 => ř =2 C0 [-3 + 2- 2 -4 + 2 1 -2]=> C„ [1, -2 -1] |CCt|=V(2-V + (-2 + 2)' + (1 + ť j=Vlř + 02 + 22 j=V5j | S=-Zľ=--3V6V5jJ=?V3Ôj2 2 2 2 Rovin bod EavektoryJ=EFav=Qfl. Určíme vektory u a v a přesvědčíme se, že u|V. Najdeme normálový vektor n roviny a, který je kot-mýkvetoúmuav.tzn.ň Ď=0aňv=0. Dostaneme soustavu 2 rovnic o 3 neznámých. Najdeme její libovolné nenulové řešení. Zvolíme např. b =4. Souřadnice normálového vektoru ň jsou koeficienty a, b, c v obecné rovnici ax + by + cz + d = 0 roviny «. Koeficient d určíme z podmínky E e a Rovnici roviny zapisujeme zpravidla tak, že koeficient a není záporný Obsah AABC určíme např. pomocí délky strany AB a výšky v z vrcholu C Vypočítáme délku strany >1S. Bod C0 určíme jako průsečík roviny a, kolmé k přímce AB jdoucí bodem C, a přímky AB. Na|deme obecnou rovnici roviny a. Napíšeme parametrické rovnice přímky AB. Určíme průsečík roviny a a přímky AB. Určíme vzdálenost bodů C a C.. fRoSTopy j- ' , s p o c / r "i x/, pro j'< k i I cT l H »n / 5 V) o cl ^ CL \ <4> "td .O o. "V (f = (As (y {oo} >0o y bo d. ty \j t [c + o r o ct r •= r o í s t r -e. *> c. 1/ 4 (t. -ťrou- y- rvi Ä. /ít. í rt€ ť o é~as ť b o M jO i-" ť" Z (c y po Ti g~ ts y is a '^y po v-ei e~ \s l»-I»llcj-I Dr = (-8.95, -1.46, 9.52) Br = (-3.91, -4.03, 4.87) Ar = (-6.38, -6.5, 2.47) • kD=0 Mnohoúhelník • podstava = 21.04 • rez = 34.25 ...... rez' = 34.25 Polopnmka r AB2: -2.47x + 2.54y = 22.03 .« ABr: X = (-8.92, -9.05, 0) + A (2.54, 2.54, 2.47) AD0: X = (-5.48, -8.27, 0) + X (-0.9, 1.77, 2.47) AD1: X = (-5.48, -8.27, 0) + X (-0.9, 1.77, 0) AD2: -2.47x - 0.9y = 13.53 ADr: X = (-5.48, -8.27, 0) + X (-0.9, 1.77, 2.47) BD„: X = (1.37, -6.72, 0) + A (-5.28, 2.69, 4.87) BD1: X = (1.37, -6.72, 0) + X (-5.28, 2.69, 0) BD2: X = (1.37, 0) + X (-5.28, 4.87) BDr: X = (1.37, -6.72, 0) + X (-5.28, 2.69, 4.87) Pětiúhelník • nadstava1 = 21.04 • podstava' = 21.04 Přímka .« stopax: X = (1.51, -6.69, 0) + X (23.58, 5.33, 0) stopa-,: X = (2.31, 0, 8.16) + X (18.81, 0, -5.33) stpa2: -2.78x - 9.82y - -86.56 Rovina ■ 0 nn: z = o ............. v~ o p 0 77 .j ■r V ka: 23.58x + 5.33y = -185.1 kb: 23.58x + 5.33y = -113.61 kd: 23.58X + 5.33y = -218.82 • • p: -5.33X + 23.58y - 18.81z = -165.87 ■ p': -5.33X + 23.58y - 18.81Z = -165.87 Trojúhelník mnohoúhelnikl = 11.79 trojúhelník - 15.32 trojúhelník' - 15.32 trojuhelnikj^ = 9.41 Úhel alef = 127.89° • bet = 0° max = 127.89" Úsečka A S P O Uc • a = 9.52 .„ = 12.06 3.5 = 7.32 T V p i" c (c g s\ F . p o j s-? y • l<; po ľ r <- c k o cAjj ô P A |Co 1//* V \ / M O T ť isst C t ľ M to £ *- o <í=> ^ í) M- = $ S H e D */ o s T" f JU 1 e*.' w i s v b k T o r ■t- •' V * 1/ -> (/ er ■* aa, O ô ■ f o A. L i'A/ ■ ZaViHo? T • i t • T y f ľ c U f> ŕ ťL(** : ?0 1 Po "í C ^ | -(? J sroj/'ro^T/ 3 fS o. -lov n -e (v- = A 6 (lot ,6 o ó( ) 1/ ô 4-o ( k 0 J ✓ -e L £ o r J í—> ^ 0 c/ ř> o c t -t h g t t ŕt - & - r3. z 1 SV = f 7. , 1 ) —1-1-1-.. - ß - A ď - Ar -f- at A 4= I\ tJ A/ i J TRuKT^I^A f> t> r d lo ^ n — ľln Vo o -C~ i K. (yU ^ W h I1"! j? ° S o ( i ft ô a • • ■ -*t ^ ť* 4 í *. a/ p|ro KÉ,. A € , /ire V s v 50^^ľS6"Ji'c<' P O J n Y O t ^ V ■2 ^ "f * hu/ s t or E z' -6 J ■ x. c i í. w i f <■' IS) \rs i , iy e i/ (A 0 1 cK V\ck e{ - r o is i *\ OL. T 7 f /' c t t j* r ť L (+. djp : _ v -e. o v S 4 c. ^ f l^/5ff(9/10 G- ) 6 ŕ'a/. r o u hi'c • obecne. a h(A//v// ( p ~ a - ) FP-oi-ToRY' t r p i c k £~ /> L /i p r ŕ -« S*«. ^ i ' I í ^ d ^ ^ "4 i ^ k £\ / q- * ť~ o u n / 'c o MsNt k/ i í i í <^ ^''i/ck Alf- \r o u n / 'c Iq o íA Lp čXs í { « t/ ^ i^l e. S « <: ^ j o n ť k c i t a. K y e 5 p . s [c L ÖL, AT ■/A A -f-AT P * "l >^ ,j I, U, S ľ - é ľ c e. re uVi' ^ • • • ^© x /pi /^^ c C -5 u'td Kl P í 1 ^ l<#/v/o/v/ic(oY ^ F • Ppo J rod s e: -2-^^^££*//-7 T. o L [A/ f A 'R As \' A L G * P* o \J AS ť C E 7> Iq o ^ - 2-í 1 3 t /J? Píl ^ CZ I ký, -ŕ 3I j c í |3 - 3 I "\ 2. y,-f xv- 3 II 11 * 3 - - V + ^ * t e /J? í/ i im 1 * ^ ■= -t t.ir e|)ií C x -j - it L [As E A'fr. as i' Ol'F- P»oVA/{'CE T- \ i'™ i -£ ■ «/n / / n t, /<: c e. k funkci — ~\ - /'c -e. 1 - V t \c 0 Vy 1/ ^ r" c 40W- PHOS 1-0 ß U f LA C l L (a/ E A'fr Ay i' OÍF- P*o \j a/ ť C E JL • Iq 0 (a (y fa - • - 7 2 I — ^ ^ - 2. -f- C1 + -e. Avia, x <1 ij t + 5~y - ■- 0 - ľ, -e^K x + ~ 6 o'éúL M h (X. C3L (/t o - , . j- IA. I0 (č. C f • <\ L c t/ x ^ > ^ c ( Pí a - ft *.cť \sl***'th.os*t~( -i- 1/ <4 ('"K 7__ A ^ f7 / b ^ Ĺ ^.t- J A Ď : - f X/*/- «- J ^-e (c £ . f0r • ■ - *■ "f ' j0 tr & S t 0 ir s < t. a. \m e. r Q- ^ t <~~^ CĽ - //\ /f ^ f « , ^u^U 7 / b ~ L 4r , A^ £ J ^ Ď '• - f # , X/ni- - /Wie «- 7 ' ' ' A/ 6~ AS i <\ jf • ^ r-o í. "6 0 í- ( " OJ* " - < - 2,t > K/ t As i ^ e L £ . f>vo<> -f© r J s h k a/ u r r f^/A, -•••7 r , ^, • ■ • J be U ď (t A & \ cl \ Jr^'cl^. P ŕ t K L A O u r /~ o ť /i / 'c ^ s- -é «i o ^ ■ - ■ ((ojnô i/o f Uw^ sour' <> o * t Ls v . o - St. n - / • 1 \ \ \ \ \ \ \ \ N \ \ "~ ~- ^ 0 fc-^-^ ■ - • C't.-'J vc-....._v, A - \ / \ \ V -ei 0 / • o e c aj e • |>r i k( i- o4 ir i is eT j 's l<- 0^ ^ s CXyCl--» PRi'klADY Z Loa? stA v 10 R í 8 M^- A ''icc'-és^nť" "i'nae^ír'* "h«.lcl°h**i ' 7 V o 1/ o • p o in* i, rJ -htroj't'c U 0 (('d • b * *^ *<> ) rRi'KcADY 2 LETOS K/\ I Ö A - f o is r C -Q- Ml Č U, , C,] I C.C, e/R} = — s t ^ ^ ö( < S j°r os fo r /j? y 0 t- B A so 1:1 37 é y j "ÍkkUuK l/fJ^T, F ß. o $ TO R u ) i/ t, -e. ^1 I I • f j*- L 6 aV a/ |' £==) í t- e vy j\rd r",'í ^>t>\MOCl' Al A- T ('c t a. (<■ 4 t X l'o b v a. i, «. uv i v/ T, li [ -e. e< fl. w\ lc in €~y ŕ^a. x -ť. < ^. 0 l/H -f p o c" fl'ľicu/ ™ «.-(:( C L i a/ ■ 1/ 1- l ck o- W\ lc |V> ÍH. Icl^u^. OL f > y-.fi. (O t |/- £ lo^ CA) a ÍT t b lr*- í c L J -9 \/ Lí'^e^Vi pr * //i . /4 , ß e vy\ e t~ y ' ' ' 6 tl'l ľ+a <» * fc t. fo^íU // /ie p~ -C Ä. [ l o 1/ *» ■ff« V E T A O KJ R c £ A/O 57 I P A o j r ŕ f lr* $ f> ■ ha 's" cÁo. d^e i* A F f M/ts i 2. o £ rez. i-e tn. s-f ~t- p r 0 S. -é 0 ^ LA. (T- 1 ^ j -C l/ Ý~ C, Q. l/i o i/ o (p -e. C H í ^ O ( O "L . 0oíc*T.e»i/*>.||" j s ku e. o £ "í r cWe- -f ('t/ti °v- - -7 A F í M /is i i_ o & rez. ?.-e t-x ( p CO S, { O ^U. ^ ' 1^% y -t- (/ľ~ & e. ^ £? —J • /I Q, h je U © ( ( lc t (c \y C \S K ( 4L (si £ ^ l'c 4~ ^ <7 ioo s \ c = 3 - Z - 7 o e f c /v/ ŕ / l «L sour. <*. ý c< *y\ -e, ~k \r ť c ^c * ^ <^ s -£ «. c ( ť y r 't s~ i ~í s^ots^^i/Mj — ô ß ť C As E u rys T -Z. -€. ' I "v» / 'í^ f t. ^t- # «vi -e ■ • 0 A P «. (r a. S -f a. c , in \ t X (ß X ~ P + f, + C—) X - P ^ -ŕ, ^ + ^ /vj""0 * *1 <1 2. 0 » í • 2.X, - X-,. -+ X, - 7 - Q X £ (ß fcr9 X ~ P+- *, *r, + t^M^ * •• • C=> "k - í i - *i -u- C-==> "x - p -t It a if J f * • - Pf Ce/v/Třl l C (c £ s * <-v frT*. í( c £ C »/ t i i/«_ r -e k. ( ŕ* 7I • jinn o e.'' p o f o ^ • post \r*~ j A 0 d OL Í, V- ^ č A/ líc A S o v c FT ^3 <ß} t * CL o * f A- ^ As , h -e (, o ^ . p e e( f ir c s ^ —í —5 í J f ĎA/O C f A/| ß "K Jí a. <. tV h -€. t/vi d .v- u —9 —> c___ ^ y, f* k -4 —1 'f 1 í 1 0 0 Z 2 / 1 2- 3 2. P O l } t s. au z. «- iv\ e. r- -4 h. i O ~Ý (ft I £=0 ä c e *e D £ I k t 1 D ' -=> P 6 o? —•> — CK ďc í >e • 8c = - Fl + pc «= —> -> —■> e -s ^ 6 -f i, -ŕ ^ ■ . ^ , t. - f C r A, ^ -ŕ . . . ^ D e (Bo t C=P D - 6 -f ^ aai 4 tí Hl —» —) v. p o ku, d Q C\ — <ý i K 4. ÍC ä. ■—) <# s "e 7 ■—j / —^ \ • P o l K a It íi. P O C F r A/ \ SOi^v c" ÍCO STÍ D - 6 + t, -t . — C t A.**, -t / AaJ" - -é /u -f-1 1 1 1 An ^rn - \ — An «J~^ 4 X' V- —5 /H. - eí.i'vw. ^(8 t t J - hodnost O • p r i c « vn \ /m. — t fot • Pří ř(ck on'' ô 8 GTC /u B ei t f ť ri f'c c i * k r n oi j'i ' j ťs i-1.' T I* ť w i ' 4 'c-sť t ' p r /'p «. d ^ - í o (k j *~c - <ľ° U* [ \ ' d /' -0 ( O ist U. lA^\ l ' j (__ 1— Al / A? O Str o —> í" -í cc -t y tT e. (E í] ^ a? a -f r ř' c/ To A/ fous r A (*) v-l 4'j eri ^a" p 0 c --> A/ i 3 ^ V[l ■ • • • p o o o!^ o • • • o »\ • • • 0 o ojj_L • 1 oo ^ ŕ*^ k"* ) <& Y. *e A/ "i V * * * " * i °l-V ' .1 o o 0 0 1 • 1 A/"> r • • • \ - l- 0 • © o\_l_—- l ■ 1 \ ^ o íí C *>~t Ö 3 - ctÍT/v^ C O 6 B c AJ e Aw- - ľn a. x f —> í) ^ ^ N - Z • Z -t j -v-> e 0^ /v^ /4 D * ■ J> r < 4 f> - 5 H R A/UTi t/ X A J E^l A/f g • I 0 - ^ o (AC ■ / o p o i o h y (p) e ^ í) (ŕ c ^ ^ (p^ ■+- "C ß + t - ^ f o c ťíhí i/ T ^ i tTn í ^ S~ -e. /V/1 g/l t • íl U { í. ľ j> o l o Ia u * c p r i c k y S3 12 u /" u R/ C c í. lc í k d r) y 6 ĎOt Aj T«7 p ("cy p I ^ t V) -c^ / ; pro i^i e h o t» ■« t u. j j c c j» o ť* w\ i «o (c-<\_ a^v) p č ko v ť plo cti y o ✓ o p R I c k y Ty f [ c i-3*- y. " r f o ± i /í ^ £ ' 6 <^ ^ h—ŕ-h h e. C o A/C 7- O (c c*. Á " /4 £ Ô £ 0 «. 4 -i—ŕ-h a > D * Q A ir *- j \ , "c A. po LO pfco S TO fe.y f 0 t o P r í «-^ t f i o f- c, . , , 0 01/ O Z-SA/f i/řcf v h E L , r R. o j if H B L f' t- , k 0a/[/ e x a// m as o x, f Ay y O ß í I v t : t3 R. \J AJ [ \C Ice H i/t X li • /<: o a/i/t)f a// o e 4 t. *m n o -i"»" m t- A7 ío^l o c c h t^5(/íl os t( A A6C *=- I A -ŕ t AB -ŕ/Ď Ac o <=■ s> ^- 1 O ž t- í 1 0L /''lír' »vi G í». c e r°i/hí' c <> u & .............................. A 4 g* C ~ *i - K x. - "I P o 1. /v ^ |<_ y 7 E z i s T B A Po p * J 1 * L] f> o k (< Á • Ic o iAn 6 / n "t c -e bod o «"1 s e c, r «. c/ h / c e. * t J f i'c (c e ľ -t ťt tr p o-i,n <*."t^ k ty 7 K c X - ^ A 6 - A . /4ô i i. X )x 0 ■3T - t t Z. I í t * P* EH L EDA/B A f < a/as í /c o /t-j Q {a; a- c ČT B 0 b v -1-1-1-1-1-1-f-f— A & = B 1 t. řo (oi> ŕ( m A& -- 8 1 t. o ř o lo p r (""uvi (c^ SA í 8 1 t. + *1j **** o 0 S e. c U «_ A & = 8 1 o IMF SOUSTAVY '■ < í On . -4 g) / ^ o (c ^ A. "N —> T/l —•-- -+ Tß — O > o } \Z\'C Q O t) ô - PfteHLFbA/S • A p.a/as , f^oA, g/Wc ř S 0 b tv : RouiWíL A8C - \ i A A-t í g 6 + í c C Po ( o ir o vťw <\. A 8 + C CS & o bo v £ U s-\ q1 Me 5 ° T — T E 1 l S T £ io^ai// ^oť^^' rourfíí. ujp £ ^ í l^*^7 "» J / '*' / ^^^äJJj ^> 0 /c- H. A. ľ a/ D c K c G" / -t -e"zľ i" c"*£ oß E C as B kd<- [Aol • ř ĺ- at r h- O í (fc ^ *f. o Icl I fA0l . . . , ^ ^ - f /V o I i k/ b u c E 2. o b \ra.1 • « h. -) l ä.Ao oS A F /V/i/ ŕ |íoAi8iA//4úe 0 s ci- -) r . ci^ -rj^i^G^ S oca ? -f i c i / y H Wi o £ y\ e. r ■* j h <■ • p o $ t ti. ŕr h •' ' / • ň o 1 as & ft- E~ r 4. A c U. o i/c"C(" s <. i. o^a. o i/o. "^-j/ Z1 r' /' F ' 'm y l 'c ŕ-/ T-otírÄi^t^/'c^u t t r/> ť c (c e ^ofcL . /*oj/*7 y •2. i «- t-i^. lc ( ' f> r o S ~6 -o r y j $ h o c? h. 6. lo éŕ-^^^1^ d [^Uä í'c U Icon í ■{: r-h c- 4- <\. .r o c; es < s f-o s ~é O f Ar K O V+'A/f S HO P A/ o s T ŕ o y^i o c c A X i' O ^ t_/ ti Ai ŕľ G7 AS l Al e P- é7 AS l ŕ e y^f o c ( i? -9 Co6 oC í K A L 4'r ŕJ\' S o u tí aJ ko h i**? h e* • SKALA P. , ' $ -ô U C í /yJ is Q. k- o v £ • M o & ŕl A ( ^ ^ i f ^ o s -6 J 1 - / i $ (' Ui ?> o a. ^ e. tr-í k A L tJ\' Soľ tí aJ f o ŕoScK * e" O ^6 V 5 ^ £"TP- ľ c (c e 6 /*- Lľ/ľSA'fi'' O $ Ö U s í o z /c*t \ 1° o 7~ ť T f (y as G p 5-/C- ť as f T as £y '- xíxt^ ^ Ö ' JL*_ > Q r y e- £a ( o ô ŕ" c AJ ŕ ■ -é /'. -e • o 4 . -f1 L o 1 \ t- I *>1 L A fr A' f' A/ F" /i o l/A/ O STÍ As\^ • /l/u-' ľ> Q Z3 f~ c & 6^ 1 1° r OL Z3 f- /' c & i 1° r íl /f ^ *-/\r// 1 \\ \\*r II I___ / Z5 jHob a/ o s t [yseďet Aß— C J) r y i c -e. L ČL x £C —ť> V -> /£ —) ^ t 0 1-J 'U. - A B l-9 |4 ô| - lK| — - • * ^ eUck j G~ T~ p. (' lc a- : ä ) j A B I ^ O l) ( A S, I - O 0=0 4=0 c) [Ae/-/0*[ *u f *C / 4 \AB j -/- i 6 C / FĽfcí.(r~/£č>(^S/<:^'=- [co mši jo*. 4 {'(, (' f ut t S A F l flS AJ \ $ { y c< L "é K r©<< j e.) A & ■= c i> -=0 I 4 s í - l c Ď l B h / r-o S -^-0 r r £ S lc«. ( ďr s o u c~ ľ h -Q- ^ ^v. 2-*. vm-e" ŕ- €.Ui ( V ~ F t* k ( e ('^ o ^ S l<- ý' f> o - • • n ty" [c D čt T & i*- *~? ť as * " "ry (y j> o-L U. 4"j ( S1 n a n F c h £ e n r 1/ T- o Á c h. \yj I /c ^ l/e L -íroíru, 1/ T_ í*- í -č OOS f £ I -e 005 f p o p z 0 r 0 TOŕ" n po i/^'r'je^ f j*. O C A7 (Ť p o- n ho & trjj Dt re^^í a^aa/t y c< p> o c£ ■ V X D a'L B Ay O S T f •e o i/vo c. c\_ [— «v- Ic i: -e r (' ~l<*. C J" o ío 5 "í S« t> "LöfJ - p -o ( id l/l ^ úva ť V 1 D A'LB ASO S T / 23 ' • ■ 1 ^ f ~ ^ '" K- • • • ■z, n e- j /~? e - f* V- IS t-7 / C 6" í? /~7 c & e O) o e b c */a' c ha p-a k t e i*, ť za c £" • *3 , « ■ ■ l ľ L ■ f>**< prostory . 8 es dl j C e r) ^. SOUVISLOST if i/T-A j. poLoH+lf O i. k. •• V - 1/ z Y <. n o i -i fr, e. S 7 '—) —í pí - o{ i 'u-,^ ^ ^-t o et p . $ e> n $ Ľ j; / = ^ i ^ {o p> i h -e (<. jo I h (t U 1/ 1/ f v o I t'lo . (o <*> d ^> r-- ty AJ- ^ V J - * T bC>s l & ď 8? k o ý f> (r m tr%-c Ír <^ o (y •Ĺ Toť a fn i \c o ( istn o S "h m p o ti p r ■ (% j & J * 0 £ * ^ *t V*0 •* /c O /<01 e y jo O let-x. íÁ. — • To 4-cť Ih -l h o ŕ (t, p o ef y=> r ■ J P (2. o T I * J f \S (? t> /> L; / 89,S • *r e- v I ť L i- C/ U- — AA^ ] • /lx-L^ - ^> ^ 0 /C — 7, -.. , /c , v- "■f ( 1 • "f / /Ixt, . • >M. J 1 U 1 J t t /LA" . /x. j "S ( 'S' ^k) +" " • -f II S o u s • $ p C ■> Ať-^ U - 1 ■ V í í /í II ?OC[TAA/\ VI b/\~Le A/O ST f et i rß - ^ Ö -f ; /u1 4 t • . ..: \ * & X ^ Ö3> ; Y e ^ -—) x Y - &c -f . n at + - - . - 7 i 1/ "II 7) 1 /v- - =• O XV J- ^ l/l o i> ) K g. i, ct p . |< iy 4 t) |i • poí^^o O (oj e. ťv>. ■ i ^ ľ • ■ ,xy) O (oj e_ i/-*->. ■ ) 11 " ■ j XYi - hni'í^ J t? — kot-sn ý' ř R- Z ^ E^T g c *t o f óS + ^ ) í bí.\/iH t 5 ft 4. a 1 £ i ^ í Kíl f- o dt £ <0 + ) =. 7 -o (B, £ j = I Be. í 1/^1/ • J>4 / 3s,' " ft. o íl SC Ic Ý " f> o c* l £ C C J OBSAHY <\. 0 B j E i y r\. e. Aa.((<_ Objemy, determinanty apod. • obsahy rovnoběžníků, objemy rovnovnoběžnostěnů • vymezení elementárně, vektorově • determinanty, vnější a vektorové součiny • poznámky a souvislosti Opakování • Rovnoběžníky(-ostěny) se stejnými základnami a stejnými výškami mají stejný obsah. • Poměr obsahů(-jemů) rovnoběžníků(-ostěnů) se stejnou výškou je stejný jako poměr délek(obsahů) jejich základen. • Odtud poučka „obsah(objem) = základna x výška". Obecně pomocí vektorů Objem rovnoběžnostěnu určeného vektory , v2,... je nezáporné reálné číslo, ozn. , v2,...), takové, že • V(V!) := HVill, • V(v1,v2) := V(v1,w2) = Hv-i || - ||w2||, kde w2 = kolmý průmět vektoru v2 do v^, • V(Vi, v2, v3) := V(Vi, v2, w3) = V(Vi, v2) • ||w3||, kde w3 = kolmý průmět vektoru v3 do -* - 0 Vív^avO = 0 4 V(v1,v2) = V(v1,v2 + av1) V(v1,ďv2) = |ď|-VÍVlVz) Determinant O 7 8 Determinant chápeme • buď jako Mat(n x n)-> R, / p^.u" u/u> = součet součinů prvků typu „jeden z každého řádku/sloupce"..., Qj» • nebo jako V x ■ x V -> R, kde V = Rn, které je n a) anti-symetrické J. det(v-|, v2,...) = - det(v2, v-i,...), b) multľ-lineární / det(v-|, ibv2, ...) = b - det(v-|, v2,...), *J' "^ToVul^ det(v1,v2 + w2,...) = det(v1,v2,...) + det(v1,w2,... )• Důležité (odvozené) vlastnosti: det^, v2 + av!,...) = det(v1, v2,...), det(v1? v2,...) = 0 <^^> v1?v2,... jsou lineárně závislé. Vnější součin Uvažme dim V = n a přiřazení V x • • • x V *9 n (vu---,vn) i—> souřadnice i—> determinant. Závisí na volbě báze...1 Vnější součin = předchozí přiřazení vzhledem k nějaké ortonormální bázi; ozn. Vnější součin je anti-symetrické n-lineární zobrazení, které až na znaménko souhlasí objemem... Mezishrnutí: 0 pro k > n ±^,...,vk] pro k = n V(v1,...,vk) = < ^F) pro k < n v\' v (ke! I t t ■ viz přechodové matice a Cauchyovu větu o součinu determinantů. Kouzlo (k = 2) i 00 Víme, že pncemz V(v1,v2) = l|Vi||-||v2||- sin a, sin a cos^ a, cos a = Ví ■ V2 vil|-||v2||\ Odtud V(v1?v2) = ••• = 1 :l|v2||2-(vi .v2)2 = Ví . Ví Ví . v2 v2. Ví v2. v2 zase jakýsi determinant, Kouzlo (obecně) 7o1 tzv. Gramův determinant, ozn. Gfa,...,vk) : = Ví - V-| V/c - V! ví . yk Věta Pro libovolnou k-tici vektorů v eukleidovském prostoru platí V{vu...,Vk) = ^G{vu...,vk). Důkaz. Plyne z vlastností determinantu a skalárního součinu, □ Detaily k důkazu v— 1) Pro navzájem kolmé vektory (kvádr) G(v1,w2,w3) = Vi . v1 0 0 2 0 o w2. w2 0 0 w3. w3 l|w2||2-||w3||2 = V(v1,w2,w3)2. ^ / v a

V s několika užitečnými vlastnostmi: S -'II w* vil 0 fr l' ■«. "i 4-<\. c -e. U maturity zpravidla nevíme proč, ale pro u = (ui, u2, u3) a v = , v2, v3) počítáme takto: U X v = u2 v2 u3 v3 U3 ^3 U2 ^1 V2 Vektorový součin (obecně) Návod k předchozímu souř. vyjádření — Laplaceův rozvoj determinantu: *1 u2 = + U3 T u2 v2 u3 v3 L/1 Ví U3 V3 X2 L/1 Ví U2 V2 *3- Důležitá (bezsouřadnicová) interpretace: l/tlc tórou* s [u, ,x] = (u x v) .X, Obecná definice: Vektorovým součinem (n - 1 )-tice vektorů (ví,..., vn_i) v n-rozměrném eukleidovském prostoru je vektor w := Ví x • • • x vn_i splňující [Ví.....Vn_i, X] = W.X pro všechna x e V. Vektorový součin (vlastnosti) Věta i o r «0 «.) S r || U x Vil V Ozn. w := Vi x • • • x vn_i, n = dim V. a) Toto je anti-symetrické multi-lineární zobrazení V x • • • x V —> V. —vr— n-1 b) w = o <^^> Ví,..., vn_i ysou lineárně závislé. c) Ví,..., vn_i ysou lineárně nezávislé => ^,..., vn_i, w) je kladná báze. d) w je kolmý ke všem vektorům m^,..., vn_i . e) ||w|| = V{yu...,vn_A). Důkaz. a) Viz def. rovnost a vlastnosti vnějšího a skalárního součinu. b) [v-|,...,vn_i,x] = 0 Vx e V <^> v1?...,vn-i lin. závislé; w. x = 0 Vx e V <^> w = o. (t) c*j w ^ o ==> [v-i,..., vn-i, w] = w. w > 0. d) w. v, = [v!,..., vn_-|, v,] = 0. e) ||W||2 = W.W = [Vl,---,Vn_i,w] = Vfa,...,Vn^,}N) = V(Vi,. . . , Vn_i ) • ||w||. □ Poznámky K vektorovému součinu pro n = 3: • Binární operace V x V -> V, která není asociativní (přesto užitečná). • Pro velikost platí u x v|| = ||u|| • ||v|| • sin a, kde a = i(u, v). K aplikacím • Orientace a kolmosti vektorů. • Objemy rovnoběžnostěnů, simplexů atd., přičemž: 1 ■ t *t <^ uí U c e. Objem fc-dim simplexu = — objemu opsaného rovnoběžnostěnu. Vzdálenosti podprostorů bez řešení soustav rovnic: v{B,C) = V(iii,u2, ... , BC) V(ui,u2, ...) kóeBe®, CeCa(iii,u2, ...)je báze S + C o OCŕi r Líc y 1 o^- O L e. c Wl A * -f- f tsj (' c £_ o OC+i r Lk Y 1 08 f5" ^*"*v» t ŕo /N/ŕ-//W/ 0 4 e.c n t. —í —> —) —") Í3 l^e ? ^íx *—* f —í —* z í —» í*. o c{ [c ck. < —v £- lo / í'o ' CK- ei. o aa. t -ťrjx- Cos /i 4 c-oSöd c°5 ^ " i/HMkll ^ 'KlMkíí =^ 'KlMkíí 'Klí /t^-AA.^ J- l£, C o. u. c tx ^ - Sok Kj^4L t 0l £ ( (s / n 4L t —9 led. e~ /ľl- e- £ 6= 4, K^llíf II S , . —ä X —* —J / —i p/ä-to ^ ^ 0 k u *t ■ťr- c (x 0 í) «CH Ä 772, * ■l öl k l«. cl o THob^YCh/ °v PoöoßAsYCty ( f> 80) 0 o p / m (ry^ e, is- \rtLri*n C i' A 7= i'/^y^ l'c f~( ( S ■ 1 1 T -1 1 (, ) • ť- O S Í: o V y —h ^. -j1 f' ín H / r O U F~ • ?OCi J ŕ" < j1 : ČK,—=* OJ j<_ AT=lfi/fi/' £=) j^A-f at) - f (a) -i £[at) ) Wd O D O Q A/ £ s to.f/chU^ /< -'. {/ -—^ ]/ ' T- <>^ cty. o $ L A C s*' R- As ( ' S O ls / ^ <*- i h MA, 5 ° 6 £" O KS b«^ <- s v- 0 7 ö t- ■ jS o ^_ f* k. o S T A • Oí>«.c ŕt'' A ^ (' AJ ( i o G r- - j X p -h Ď X X Ď P o 1 J X 1 / I C d n a 5 — U o iA -f r o ía. ~é C e_ -e o(s^ . *\_ <=<- n. t // . i/j? j 4. *t ir^-e. (n ( — £ íč- l d ď h. ( öl r ö i fe. /í'oÍaV / • ■ ■ (t ( 6 e o e E^fctG-fD- C B on b r&ťe ŕfi^S H L B t>*s 6 7 7 S tif^so (R ^e.^t o fro yr ^>r oí 4 o ŕ \S i fi'n m i r proi ~ioir . . , &4 O y© / ^ Ui j ^ fy, £ g? S A L A\ P- AS (' $ O is C~ I AS • In O V- frw (K. , U of(sk o S ~t ! Oc(cln d f> f . • O 6 je. isy, y iroisHob-e-ťh.osb & isi l -e-K c-f , * • • • $ W o d \A CK. i je o d o l& v^c*. ! o(ok