Skalarprodukt (Thema: Vektorrechnung)

Berechnung und Hinweise zum Skalarprodukts

auch genannt: inneres Produkt




1. Einleitung





Beim Skalarprodukt wird nicht, wie bei der Skalarmultiplikation, ein Vektor mit einem Skalar multiplziert, sondern stattdessen ein Vektor mit einem Vektor. Das Ergebnis dieser Rechnung - also das Produkt - ist immer ein Skalar. Daher auch der Name Skalarprodukt.

Das Skalarprodukt wird dazu verwendet, den Winkel zwischen zwei Vektoren auszurechnen. Insbesondere dann, wenn man die Lagebeziehungen untersuchen will, ist die Formel äußerst nützlich und wird häufig verwendet. Durch sie kann man herausfinden, ob Vektoren, Geraden, oder Ebenen senkrecht zueinander liegen (also im 90°-Winkel).




2. Formel





Das Skalarprodukt ist glücklicherweise sehr leicht zu errechnen.



Allgemein:

vektor a*vektor b=(a1_a2_..._an)*(b1_b2_..._bn)=a1*b1+a2*b2+...+an*bn




Beispiel:

vektor a*vektor b=(1_2_3)*(11_22_33)=1*11+2*22+3*33=11+44+99=154




Beispiel:

vektor a*vektor b=(10_5)*(1_-1)=10*1+5*-1=10-5=5






3. Hinweise





  • Für die Winkelberechnung später nützlich und wichtig ist folgende Regel:


    vektor a*vektor b=betrag(vektor a)*betrag(vektor b)*cosinus(phi)


    Sprich: Das Ergebnis von Vektor a mal Vektor b ist gleich dem Ergebnis aus Betrag von Vektor a mal Betrag von Vektor b mal Cosinus von phi, wobei phi der Winkel zwischen Vektor a und Vektor b ist.
  • Die Schreibweise vektor a*vektor b (mit Punkt als Multiplikationszeichen) ist nicht die einzige verwendete für das Skalarprodukt. Häufig wird auch vektor a*vektor b (mit Kreis als Multiplikationszeichen), oder vektor a*vektor b (mit Stern als Multiplikationszeichen) benutzt. Nur vektor a x vektor b (mit X als Multiplikationszeichen) steht für eine andere Formel (Kreuzprodukt bzw. Vektorprodukt) und sollte daher nicht mit dem Skalarprodukt verwechselt werden.

Kommentare (13)

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Wir bitten um ihr Verständnis.
Wichtig für Textaufgaben:

Ist das Ergebnis = 0, so sind die Vektoren orthogonal also senkrecht zueinander. Das bedeutet, sie stehen im 90° - Winkel zueinander. Das ist sehr wichtig, denn sonst habe ich ja keine Ahnung, wie ich das errechnete Ergebnis interpretieren soll.
Gtimaster2000 (Gast) #
Hab hier öfters gelesen das mache damit stress haben, dass ein skalar keine gerichtete Größe ist.

Mir wurds im Mathe LK so erklärt: eine reele Zahl (also im Prinzip ein skalar) ist nur ein Punkt im Raum. Wie man sich sicher denken kann ist ein Punkt keine gerichtete Größe sondern eben nur ein Punkt. Ich hoffe das hilft
Felix (Gast) #
Wenn man von Skalar spricht sollte man sagen:

Vektor a "skalarmultipliziert" Vektor b



um die Verwechslung mit der einfachen Multiplikation

Vektor a "mal" Vektor b zu vermeiden.



;-)



Klar soweit?
Avangada (Gast) #
Ein Skalar ist im Grunde eine (meist reelle) Zahl, eine ungerichtete Größe. Im Gegensatz zum Vektor hat man nur einen "Wert", aber keine Richtung (deshalb ungerichtet).



Multipliziert man die Zahlen aus linken Vektorklammer (-> Komponenten) nacheinander mit den Zahlen aus der rechten Vektorklammer und addiert alles zusammen, erhält man das Skalarprodukt.



Anfangen kann man damit alleine nicht viel. Allerdings: wenn das Ergebnis 0 ist, liegen beide Vektoren in einem rechten Winkel zueinander.



Wichtig ist, dass man weiß WIE man ein Skalarprodukt ausrechnet, weil man damit später oft arbeitet (z.B. um den Winkel zwischen zwei Vektoren auszurechnen).
CoDEmanX (Gast) #
Ich weiß leider auch immer noch nicht was das sein soll?!
Pearl (Gast) #
leider weiß ich jetzt immer noch nicht, was das skalarprodukt eigentlich ist. das mit dem winkel zu definieren is doch eher eine krücke. und wieso ist ein skalar nicht gerichtet, immerhin hat es ja ein vorzeichen?
drfilth (Gast) #
cos(
Tommylein (Gast) #
Hallo,

habe eine Frage, wie muss ich die bsp. Aufgaben am Ende weiter rechen, ich meine die Winkelberechnung. Ich bitte von den beiden bsp. Aufgaben nur das eine mit Winkelberchung zu ende zu rechnen, weil ich es nicht ganz verstanden habe, danke!!!
ArnoNuehm (Gast) #
das skalarprodukt lässt sich auf der seite überhaupt nicht von dem multiplikationszeichen unterscheiden. es wäre daher sinnvoller, um fehler zu vermeiden, sich für eines der anderen zeichen wie bsp. den "kringel" zu entscheiden.
ArnoNuehm (Gast) #
Danke für den Hinweis.

Der Fehler wurde behoben.
wichtl (Admin) #
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