במרחב יש שלושה סוגים של זוויות: בין שני ישרים, בין ישר למישור, ובין שני מישורים. את שלושתם מחשבים בעזרת וקטורים.
זווית בין שני ישרים
הזווית בין שני ישרים היא הזווית בין וקטורי הכיוון שלהם.
אבל זווית בין ישרים היא תמיד חדה (או ישרה). לכן במונה לוקחים ערך מוחלט.
אותה נוסחה כמו זווית בין וקטורים, עם ערך מוחלט במונה
הזווית בין ישר בכיוון לישר בכיוון
מכפלה סקלרית, שני אורכים, ואז .
המכפלה הסקלרית
האורכים
ומה עושים אם המכפלה הסקלרית יוצאת שלילית?
Show the answer and the solution
לוקחים ערך מוחלט. בלעדיו היינו מקבלים , אבל בין שני ישרים יש שתי זוויות, ו-, והזווית בין הישרים היא החדה.
שני ישרים מאונכים כשהמכפלה הסקלרית של וקטורי הכיוון היא . זה נכון גם כשהישרים מצטלבים ולא נפגשים.
זווית בין ישר למישור
הזווית בין ישר למישור היא הזווית בין הישר לבין ההיטל שלו על המישור.
וקטור הנורמל ניצב למישור. לכן הזווית בין ל- משלימה את ל-, ובמקום מקבלים .
וקטור הכיוון של הישר, הנורמל של המישור
הזווית בין ישר בכיוון למישור
הנורמל נקרא מהמקדמים של המשוואה.
המקדמים של , ו-
סינוס, לא קוסינוס
הישר מקביל למישור (או מוכל בו): הזווית
הישר ניצב למישור: הזווית
זווית בין שני מישורים
הזווית בין שני מישורים היא הזווית בין וקטורי הנורמל שלהם. גם היא חדה, ולכן שוב ערך מוחלט.
הזווית בין המישורים ו-
שני נורמלים, ואותו חישוב כמו בין ישרים.
שני מישורים מאונכים כש-.
שתי טעויות שעולות נקודות בבחינה. הראשונה: זווית בין ישר למישור.
בין ישר למישור משתמשים בסינוס: ניצב למישור, לא שוכב עליו.
זווית בין ישרים או בין מישורים היא חדה. שוכחים ערך מוחלט, ומקבלים את הזווית המשלימה ל-.
איך זוכרים? ישר וישר, מישור ומישור: . ישר ומישור: , כי הנורמל «מסובב» את הזווית ב-.
Exercises
Exercise 1
מהי הזווית (במעלות) בין ישר בכיוון לישר בכיוון ?
Show the answer and the solution
Answer: 45
Worked solution:
המונה הוא המכפלה הסקלרית, והמכנה הוא מכפלת האורכים, לא מכפלת הרכיבים.
Exercise 2
מהי הזווית בין הישרים ו-? עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.
Show the answer and the solution
Answer: 63.61
Worked solution:
הזווית תלויה רק בוקטורי הכיוון. הנקודות ו- לא נכנסות לחישוב.
Exercise 3
וקטורי הכיוון של שני ישרים הם ו-. מהי הזווית בין הישרים?
Show the answer and the solution
Answer: C
Worked solution:
שלילי
היא הזווית בין הווקטורים. בין הישרים לוקחים את הזווית החדה.
Exercise 4
נתונים הישרים ו-. הטענה: הישרים מאונכים זה לזה.
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
המכפלה הסקלרית של וקטורי הכיוון
ישרים מאונכים לא חייבים להיפגש: גם ישרים מצטלבים יכולים להיות מאונכים.
Exercise 5
וקטורי הכיוון של שני ישרים הם ו-. לאיזה ערך של הישרים מאונכים?
Show the answer and the solution
Answer: -1
Worked solution:
מכפלה סקלרית שווה לאפס
מאונכים פירושו מכפלה סקלרית אפס, לא וקטורים פרופורציונליים (זה מקבילים).
Exercise 6
מהי הזווית (במעלות) בין הישר למישור ?
Show the answer and the solution
Answer: 45
Worked solution:
הנורמל של המישור
הנורמל של הוא : המקדמים של ו- הם אפס.
Exercise 7
מהי הזווית בין הישר למישור ? עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.
Show the answer and the solution
Answer: 26.39
Worked solution:
עם היינו מקבלים , הזווית המשלימה. בין ישר למישור: .
Exercise 8
איזו נוסחה נותנת את הזווית בין ישר שווקטור הכיוון שלו למישור שהנורמל שלו ?
Show the answer and the solution
Answer: D
Worked solution:
הזווית בין ל-
הנוסחה עם נותנת את הזווית בין הישר לנורמל, לא למישור.
Exercise 9
מהי הזווית (במעלות) בין המישורים ו-?
Show the answer and the solution
Answer: 60
Worked solution:
במישור אין : הרכיב השני של הנורמל הוא אפס, לא חסר.
Exercise 10
הטענה: המישורים ו- מאונכים זה לזה.
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
מכפלת הנורמלים
בודקים את הנורמלים. המספרים ו- קובעים איפה המישור, לא לאן הוא נוטה.
Exercise 11
הטענה: הישר ניצב למישור .
Show the answer and the solution
Answer: False
Worked solution:
הרכיבים לא באותו יחס
ישר ניצב למישור כשוקטור הכיוון מקביל לנורמל. שני רכיבים באותו יחס לא מספיקים: צריך את שלושתם.
Exercise 12
באיזו פונקציה מחשבים כל זווית?
Show the answer and the solution
Answer: זווית בין שני ישרים — · זווית בין ישר למישור — · זווית בין שני מישורים — · זווית בין ישר לציר — · זווית בין ישר למישור —
Worked solution:
בין שני ישרים, ובין שני מישורים
בין ישר למישור
ציר הוא ישר, ו- הוא מישור. השם דומה, החישוב שונה.
Exercise 13
יואב חישב את הזווית בין ישר בכיוון למישור . שורה אחת שגויה. מצאו אותה.
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
בין ישר למישור: סינוס
החישוב של המכפלה נכון, הטעות בבחירת . השורה השלישית רק ממשיכה את הטעות.
Exercise 14
השלימו.
המישורים ו- מאונכים כאשר ____.
Show the answer and the solution
Answer: המישורים ו- מאונכים כאשר 1.
Worked solution:
מאונכים: מכפלת הנורמלים אפס.
Exercise 15
נתונות הנקודות ו-. מהי הזווית בין הישר למישור ? עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.
Show the answer and the solution
Answer: 41.81
Worked solution:
וקטור כיוון לישר
וקטור הכיוון של הישר הוא עצמו. אין צורך במשוואת הישר.