Interaktiv Matematik

Vektorer, punkter och linjer i 2 dimensioner


Projektion - lång version
(Det finns också en kortare version om du vill ha mindre förklaringar eller bakgrund.)

Vi har tidigare sett att man kan dela upp en vektor i komposanter som var vinkelräta mot varandra, men då använde vi oss bara av koordinataxlarnas riktning. I många tillämpningar är man intresserad av att dela upp en vektor i två delar, en som är vinkelrät mot och en som är parallell med en viss given riktning.

Vi utgår nu från en vektor u, och vill dela upp den i två delar, en som är vinkelrät mot och en som är parallell med en annan vektor v. Den del som är parallell med v kallas u:s komposant längs v, och den del som är vinkelrät mot v kallas u:s komposant vinkelrätt mot v. Den del som är parallell med v kallas även u:s projektion på v. Denna får ofta namn utifrån sin ursprungliga vektor, med ett index från den vektor den projiceras på. I detta fall får projektionen namnet uv (ibland kan man även se beteckningen projv u). Den del som är vinkelrät mot v har inget eget namn, men kan nu uttryckas med hjälp av projektionen som u - uv.

Geometriskt kan man konstruera dessa komposanter genom att parallellförflytta u så att den börjar där v börjar, och sedan dra ett streck från spetsen på u vinkelrätt mot v.

Vill vi beräkna projektionen av uv, så kan man utgå från en enhetsvektor i v:s riktning (hur man tar fram en sådan har vi tittat på tidigare). Denna kallar vi då . Denna är parallell med v och har längden ett, så nu är det bara att multiplicera den med ett lämpligt tal så att den får rätt längd. Men här kan vi ju utnyttja skalärprodukten som vi tidigare introducerat. Om vi kallar vinkeln mellan u och v för q , så ser vi genom vanlig trigonometri att det tal vi söker är |u|× cosq . Om vi är listiga och förlänger med |v|, så får vi |v|× |u|× cosq / |v|. Men täljaren här är ju just skalärprodukten mellan u och v. Det tal vi söker är alltså u· v / |v|. Projektionen blir då slutligen . Den del av u som är vinkelrät mot v kan vi nu uttrycka som u - uv.

///////////////////////////////////// // Fixed coordinate system ///////////////////////////////////// // Origin for X-Y-coordinate system // X-axis // Y-axis ///////////////////////////////////// // The "application" ///////////////////////////////////// ///////////////////////////////////// // Arrowheads /////////////////////////////////////

Här bredvid ser du ett exempel på projektion. Vektorerna kallas som ovan u och v, och är betecknade med en blå respektive röd pil. Vektorn u är dessutom utritad med början där v börjar. u:s komposant längs v är betecknad med en grön pil, och u:s komposant vinkelrätt mot v är betecknad med en lila pil.

Du kan nu ta tag i vektorerna u och v med musen och förändra dem. Du ser då hur komposanterna hänger med och förändras. Flytta nu runt vektorerna, och se till att du får en bild av vad projektion och komposantuppdelning innebär.

Prova nu gärna att själv räkna på detta med papper och penna, genom att hitta på några vektorer, beräkna dessa komposanter för dem, och pricka in dem i koordinatsystemet. Genomför detta både genom att räkna enligt ovan, och genom att konstruera geometriskt.


Tillbaka till Vektorer, punkter och linjer i 2 dimensioner.
© Per Edström, TNV, Mitthögskolan.
Uppdaterad: 1999-07-01