Algèbre linéaire Exemples

$a = [\begin{array}{c} 2 & 3 & 2 \end{array}]$ , $b = [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 1

Déterminez le produit scalaire.

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Étape 1.1

Le produit scalaire de deux vecteurs est la somme des produits de chacun de leurs composants.

$a⃗ \cdot b⃗ = 2 \cdot 1 + 3 \cdot 2 + 2 \cdot 1$

Étape 1.2

Simplifiez

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Étape 1.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.2.1.1

Multipliez $2$ par $1$ .

$a⃗ \cdot b⃗ = 2 + 3 \cdot 2 + 2 \cdot 1$

Étape 1.2.1.2

Multipliez $3$ par $2$ .

$a⃗ \cdot b⃗ = 2 + 6 + 2 \cdot 1$

Étape 1.2.1.3

Multipliez $2$ par $1$ .

$a⃗ \cdot b⃗ = 2 + 6 + 2$

Étape 1.2.2

Additionnez $2$ et $6$ .

$a⃗ \cdot b⃗ = 8 + 2$

Étape 1.2.3

Additionnez $8$ et $2$ .

$a⃗ \cdot b⃗ = 10$

Étape 2

Déterminez la norme de $b⃗ = [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$ .

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Étape 2.1

La norme est la racine carrée de la somme des racines de chaque élément dans le vecteur.

$| | b⃗ | | = \sqrt{1^{2} + 2^{2} + 1^{2}}$

Étape 2.2

Simplifiez

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Étape 2.2.1

Un à n’importe quelle puissance est égal à un.

$| | b⃗ | | = \sqrt{1 + 2^{2} + 1^{2}}$

Étape 2.2.2

Élevez $2$ à la puissance $2$ .

$| | b⃗ | | = \sqrt{1 + 4 + 1^{2}}$

Étape 2.2.3

Un à n’importe quelle puissance est égal à un.

$| | b⃗ | | = \sqrt{1 + 4 + 1}$

Étape 2.2.4

Additionnez $1$ et $4$ .

$| | b⃗ | | = \sqrt{5 + 1}$

Étape 2.2.5

Additionnez $5$ et $1$ .

$| | b⃗ | | = \sqrt{6}$

Étape 3

Déterminez la projection de $a⃗$ sur $b⃗$ à l’aide de la formule de projection.

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{a⃗ \cdot b⃗}{{| | b⃗ | |}^{2}} \times b⃗$

Étape 4

Remplacez $a⃗ \cdot b⃗$ par $10$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{{| | b⃗ | |}^{2}} \times b⃗$

Étape 5

Remplacez $| | b⃗ | |$ par $\sqrt{6}$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{{\sqrt{6}}^{2}} \times b⃗$

Étape 6

Remplacez $b⃗$ par $[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{{\sqrt{6}}^{2}} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7

Simplifiez le côté droit.

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Étape 7.1

Réécrivez ${\sqrt{6}}^{2}$ comme $6$ .

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Étape 7.1.1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{6}$ comme $6^{\frac{1}{2}}$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{{(6^{\frac{1}{2}})}^{2}} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.1.2

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{6^{\frac{1}{2} \cdot 2}} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.1.3

Associez $\frac{1}{2}$ et $2$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{6^{\frac{2}{2}}} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.1.4

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 7.1.4.1

Annulez le facteur commun.

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{6^{\frac{2}{2}}} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.1.4.2

Réécrivez l’expression.

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{6^{1}} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.1.5

Évaluez l’exposant.

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{10}{6} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.2

Annulez le facteur commun à $10$ et $6$ .

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Étape 7.2.1

Factorisez $2$ à partir de $10$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{2 (5)}{6} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.2.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 7.2.2.1

Factorisez $2$ à partir de $6$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{2 \cdot 5}{2 \cdot 3} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.2.2.2

Annulez le facteur commun.

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{2 \cdot 5}{2 \cdot 3} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.2.2.3

Réécrivez l’expression.

${proj}_{b⃗} (a⃗) = \frac{5}{3} \times [\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \end{array}]$

Étape 7.3

Multipliez $\frac{5}{3}$ par chaque élément de la matrice.

${proj}_{b⃗} (a⃗) = [\begin{array}{c} \frac{5}{3} \cdot 1 & \frac{5}{3} \cdot 2 & \frac{5}{3} \cdot 1 \end{array}]$

Étape 7.4

Simplifiez chaque élément dans la matrice.

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Étape 7.4.1

Multipliez $\frac{5}{3}$ par $1$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = [\begin{array}{c} \frac{5}{3} & \frac{5}{3} \cdot 2 & \frac{5}{3} \cdot 1 \end{array}]$

Étape 7.4.2

Multipliez $\frac{5}{3} \cdot 2$ .

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Étape 7.4.2.1

Associez $\frac{5}{3}$ et $2$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = [\begin{array}{c} \frac{5}{3} & \frac{5 \cdot 2}{3} & \frac{5}{3} \cdot 1 \end{array}]$

Étape 7.4.2.2

Multipliez $5$ par $2$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = [\begin{array}{c} \frac{5}{3} & \frac{10}{3} & \frac{5}{3} \cdot 1 \end{array}]$

Étape 7.4.3

Multipliez $\frac{5}{3}$ par $1$ .

${proj}_{b⃗} (a⃗) = [\begin{array}{c} \frac{5}{3} & \frac{10}{3} & \frac{5}{3} \end{array}]$

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