شرح المتجهات في الرياضيات نتحدث عنها من خلال مقالنا هذا كما نذكر لكم مجموعة متنوعة أخرى من الفقرات مثل أنواع المتجهات وقوانين المتجهات في الرياضيات وتاريخ المتجهات تابعوا السطور القادمة.
محتويات المقال
شرح المتجهات في الرياضيات
-المتجه هو عبارة عن كمية لها مقدار (مقياس/حجم) واتجاه، بمعنى أن المتجه هو كمية متجهة، وليس كالكميات القياسية وهي كميات لها مقدار فقط وليس لها اتجاه (على سبيل المثال الحجم أو درجة الحرارة)، فقد تختلف السرعات (على سبيل المثال السيارة تسير بسرعات مختلفة)، يكون لها اتجاهات مختلفة (يمين، يسار، للأمام، للخلف، للأعلى، للأسفل)، السرعة هي مثال على الكميات التي يمكن وصفها بالمتجهات.
-من الأمثلة الأخرى على الكميات التي يمكن وصفها بالمتجهات، القوة والتسارع أو العجلة كما تسمّى في بعض البلدان العربية، استخدام المتجهات وقواعدها الحسابية أمر مفيد في تسهيل إجراء العمليات الحسابية، على سبيل المثال عندما يكون لدينا عدد من القوى الكبيرة المختلفة، تؤثر على شيء ما من اتجاهات مختلفة ونريد معرفة التأثير الكلي لهذه القوى.
-عادةً ما يُرمز إلى المتجهات بحروف فوقها سهم لتوضيح أن هذه الكمية لها مقدار واتجاه، فمثلاً يمكننا استخدام حروف نقطتي البداية والنهاية (AB↦) أو أي حرف آخر مثل (V↦)، طول السهم يمثل مقدار أو مقياس المتجه، بينما يشير السهم إلى اتجاه المتجه، المتجهات التي لها نفس
الطول ونفس الاتجاه متشابهة.
-والكميات متجهه والكميات القياسيه يلزم لمعرفتها معرفة مقدارها فقط والكميات المتجهه يلزم لمعرفتها معرفة مقدارها واتجاهها القطعه المستقيمه الموجهه:-وهي قطعه مستقيمه موجهه يلزم لمعرفتها معرفة نقطة البدايه ونقطة النهايه والاتجاه متجه الموضع:- هو متجه بدايته نقطة الاصل ونهايته نقطه معلومه ف المستوي __ معيار المتجه:- يقصد به طول المتجه ورمزه ||أ|| مع العلم ان أ متجه = جزر (أ1^2 +أ2^2) _ الصوره القطبيه للمتجه أ =(||أ|| , @) حيث ان ظا@=ص\س @ يقصد بها الزاويه سيتا
طريقة إيجاد الأساس والبعد للمتجهات
1-نحول المتجهات لمصفوفة على شكل صفوف.
2-نحول المصفوفة إلى مميزة.
3-الأساس نحول الصفوف غير الصفرية على شكل متجهات (كل صف إلى متجه).
4-البعد هو عدد المتجهات التي حصلنا عليها في الأساس.
أنواع المتجهات
1-المتجه السالب
إذا كان المتجهان متماثلين في الحجم ولكنهما معاكسان تمامًا في الاتجاه ، فسيكون كلا المتجهين سالبين لبعضهما البعض ، افترض أن هناك متجهين أ و ب ، بحيث يكون هذان المتجهان متماثلان تمامًا في الحجم ولكن في الاتجاه المعاكس ، فيمكن إعطاء هذه المتجهات بواسطة ، أ = – ب.
2-المتجهات المتشابهة
تُعرف المتجهات التي لها نفس الاتجاه باسم المتجهات المتشابهة ، على العكس من ذلك ، يُطلق على المتجهات التي لها الاتجاه المعاكس فيما يتعلق ببعضها البعض أنها غير متشابهة.
3-المتجه الصفري
المتجه الصفري هو متجه عندما يكون حجم المتجه صفراً وتتزامن نقطة بداية المتجه مع النقطة النهائية ، ويترتب على ذلك أن حجم المتجه الصفري يساوي صفرًا وأن اتجاه هذا المتجه غير محدد.
4-المتجهات المشتركة المستوية
تُعرف ثلاثة نواقل أو أكثر تقع في نفس المستوى أو موازية لنفس المستوى باسم المتجهات المشتركة المستوية
5-المتجهات المتساوية
يُقال أن متجهين أو أكثر متساويان عندما يكون حجمهما متساويًا وكذلك اتجاههما هو نفسه.
6-المتجهات الخطية
المتجهات التي تقع على نفس الخط أو الخطوط المتوازية معروفة بأنها متجهات خطية ، تُعرف أيضًا باسم المتجهات المتوازية.
7-المتجهات الأولية المشتركة
تسمى المتجهات التي لها نفس نقطة البداية متجهات أولية مشتركة.
قوانين المتجهات في الرياضيات
1-جمع المتجهات
تقبل المتجهات الجمع و يمكننا جمع المتجهات من خلال جمع مركبات المتجه مع بعضها البعض ، حيث نقوم بجمع المركب السيني و المركب الصادي و المركب العيني مع بعضها كل على حدة ، كما انه يوجد طريقة هندسية أيضا لجمع المتجهات و ذلك من خلال تمثيل المتجه الأول ثم نقوم بوضع ذيل المتجه الثاني على رأس المتجه الأول و هكذا و في النهاية نقوم برسم سهم من ذيل المتجه الأول إلى رأس المتجه الثاني ، و هذا المتجه الأخير الذي قمنا برسمه هو حاصل عملية الجمع ويسمى المتجه المحصل ، و يتميز جمع المتجهات بخصائص الجمع التبديلية و الترابطية .
2-ضرب المتجهات
المتجهات كميات تقبل الضرب كذلك ، حيث يمكننا ان نقوم بضرب متجه ما بكمية قياسية ، و عملية ضرب متجه بكمية قياسية هي عبارة عن تغيير في طول المتجه أي أننا في عملية الضرب نقوم بتغيير مقدار المتجه و لكن اتجاهه لن يتغير لو تم ضربه في أي رقم.
3-طرح المتجهات
و المتجهات تقبل الطرح كذلك ، و كما فعلنا في عملية جمع المتجهات يمكننا العمل في الطرح ، و لكن مع ملاحظة انه عملية الطرح هى نفسها عملية الجمع و لكن لن نقوم بعملية جمع متجهين كما فعلنا في عملية جمع المتجهات و لكن في عملية الطرح سوف نقوم بإضافة المتجه الأول إلى سالب المتجه الثاني ، أي أننا نقوم بإضافة المتجه الثاني و لكن بعدما نقوم بعكس اتجاه هذا المتجه .
4-تساوي المتجهات
و إذا وجد متجهان لهما نفس الطول و المقدار و يكون متجهين إلى نفس الاتجاه أي يشيران إلى اتجاه واحد فإن هذان المتجهان يكونون في هذه الحالة متساويين ، و مثالا على تساوي المتجهات يمكننا القول أن هناك متجهين يشيران إلى الجنوب و مقدار كل متجه منهما 5 إذن يمكننا القول إن هذان المتجهان متساويان ، أما لو كان لأحد المتجهات مقدار مختلف عن الآخر أو انه يشير إلى اتجاه مختلف عن الآخر فإن هذين المتجهين لن يكونا متساويين .
تاريخ المتجهات
-مر مفهوم المتجهات بمراحل كثيرة من التطور حتى نراه بشكله المعاصر ، و على مدار 200 عام قدم العديد من العلماء الكثير من المساهمات في تطوير مفهوم المتجهات ، حيث قام ” Giusto Bellavita ” بتجريد و توضيح الفكرة الرئيسية الأطروحة في عام 1935 عندما قام بتأسيس مفهوم ” equipollence ” ، و قام العالم ويليام روان هاميلتون فيما بعد بتقديم مصطلح المتجهات ، و قام العديد من العلماء على رأسهم هيرمان جراسمان و كونت دي سان و أوغسطين كوشي و ماثيو أوبراين و أغسطس موبيوس بتطوير عدة انظمة مشابهة للنواقل في منتصف القرن التاسع عشر.
-حيث قام جروسمان في عام 1840 بوضع نظرية الانحراف و التي تعد أول الانظمة التحليلية المكانية التي تشابه نظام اليوم ، و في عام 1878 قام ويليام كينجدون كليفورد بنشر عناصر ديناميكية و قام بتبسيط بعض الدراسات التي سبقته ، و قام إدوين بيدويل ويلسون في عام 1901 بنشر تحليل المتجهات و الذي تمت له عملية تعديل من محاضرات جيب و التي قامت بنفي أي ذكر لقضية التأخر في عملية تطوير المتجهات في حساب التفاضل و التكامل .
