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成分と演算

成分表示は「矢印の図を計算に変換する橋」。x 成分・y 成分は座標軸への射影


この単元で学ぶこと


成分と演算の考え方

成分分解は「矢印を座標軸に射影すること」。x 軸方向の移動量が x 成分、y 軸方向の移動量が y 成分。\( \overrightarrow{AB} \) の成分は「終点の座標 − 始点の座標」として計算できます。

大きさは x 成分と y 成分を 2 辺とする直角三角形の斜辺の長さです(ピタゴラスの定理)。

成分での演算が幾何と一致する理由は「x 方向と y 方向が独立」だから。x 方向の動きは x 成分同士の足し算、y 方向も同様です。

1 次結合 \( s\vec{a} + t\vec{b} \) は「\( \vec{a} \) を \( s \) 倍した方向と \( \vec{b} \) を \( t \) 倍した方向を合わせた移動」。非平行な 2 ベクトルは独立しており、その係数を自由に変えることで平面上の任意の点に到達できます。


解説記事

成分表示と大きさ — 図を計算に変換する

矢印を \( (a_1, a_2) \) で表す意味(x 軸・y 軸への射影)と大きさの公式(ピタゴラスの定理)。成分が同じ \( \Leftrightarrow \) ベクトルが等しいことを確認します。


成分による演算 — 加法・実数倍・差

成分ごとの計算(加法・実数倍)が幾何の操作(頭尾連結・スケーリング)と一致する理由を図と計算を並べて確認します。


1次結合と分解 — 2つのベクトルで平面を記述する

非平行な 2 ベクトル \( \vec{a}, \vec{b} \) による \( s\vec{a} + t\vec{b} \) が一意であること(線形独立性)と基本ベクトル \( \vec{e}_1 = (1,0), \vec{e}_2 = (0,1) \) の意味を確認します。


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