vector projections and axes
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index 8fa7208311c7603d8b338f3cfbb4e7dfeed9c728..0a95e9eff152342b310bb2ed179f5cabfaf30907 100644 (file)
@@ -1,11 +1,16 @@
 ---
+geometry: margin=2cm
+<!-- columns: 2 -->
+graphics: yes
+tables: yes
+author: Andrew Lorimer
+classoption: twocolumn
 header-includes:
-  - \documentclass{standalone}
-  - \usepackage{cleveref}
-  - \usepackage{harpoon}
-  - \usepackage{accent}
-  - \usepackage{amsmath}
-...
+- \usepackage{harpoon}
+- \usepackage{amsmath}
+- \pagenumbering{gobble}
+
+---
 
 # Vectors
 
@@ -46,13 +51,18 @@ Parallel vectors have same direction or opposite direction.
 
 Vectors may describe a position relative to $O$.
 
-For a point $A$, the position vector is $\boldsymbol{OA}$
+For a point $A$, the position vector is $\overrightharp{OA}$
+
+\vfill\eject
 
 ## Linear combinations of non-parallel vectors
 
 If two non-zero vectors $\boldsymbol{a}$ and $\boldsymbol{b}$ are not parallel, then:
 
-$$m\boldsymbol{a} + n\boldsymbol{b} = p \boldsymbol{a} + q \boldsymbol{b}\quad\text{implies}\quad m = p, \> n = q$$
+$$m\boldsymbol{a} + n\boldsymbol{b} = p \boldsymbol{a} + q \boldsymbol{b}\quad \therefore \quad m = p, \> n = q$$
+
+![](graphics/parallelogram-vectors.jpg){#id .class width=20%}
+![](graphics/vector-subtraction.jpg){#id .class width=10%}
 
 ## Column vector notation
 
@@ -87,6 +97,18 @@ Produces a real number, not a vector.
 
 $$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{a} = |\boldsymbol{a}|^2$$
 
+## Scalar product properties
+
+1. $k(\boldsymbol{a\cdot b})=(k\boldsymbol{a})\cdot \boldsymbol{b}=\boldsymbol{a}\cdot (k{b})$
+2. $\boldsymbol{a \cdot 0}=0$
+3. $\boldsymbol{a \cdot (b + c)}=\boldsymbol{a \cdot b + a \cdot c}$
+
+For parallel vectors $\boldsymbol{a}$ and $\boldsymbol{b}$:  
+$$\boldsymbol{a \cdot b}=\begin{cases}
+|\boldsymbol{a}||\boldsymbol{b}| \hspace{2.8em} \text{if same direction}\\
+-|\boldsymbol{a}||\boldsymbol{b}| \hspace{2em} \text{if opposite directions}
+\end{cases}$$
+
 ## Geometric scalar products
 
 $$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = |\boldsymbol{a}| |\boldsymbol{b}| \cos \theta$$
@@ -120,6 +142,25 @@ Useful vector properties:
 - Two vectors $\boldsymbol{a}$ and $\boldsymbol{b}$ are perpendicular if $\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}=0$
 - $\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{a} = |\boldsymbol{a}|^2$
 
+## Linear dependence
+
+Vectors $\vec{a}, \vec{b}, \vec{c}$ are linearly dependent if they are non-parallel and:
+
+$$k\vec{a}+l\vec{b}+m\vec{c} = 0$$
+$$\therefore \vec{c} = m\vec{a} + n\vec{b} \quad \text{(simultaneous)}$$
+
+$\vec{a}, \vec{b},$ and $\vec{c}$ are linearly independent if no vector in the set is expressible as a linear combination of other vectors in set, or if they are parallel.
+
+Vector $\vec{w}$ is a linear combination of vectors $\vec{v_1}, \vec{v_2}, \vec{v_3}$
+
+## Three-dimensional vectors
+
+Right-hand rule for axes - $z$ is up or out of page.
+
+## Angle between vector and axis
 
+Direction of a vector can be given by the angles it makes with $\vec{i}, \vec{j}, \vec{k}$ directions.
 
+For $\vec{a} = a_1 \vec{i} + a_2 \vec{j} + a_3 \vec{k}$ which makes angles $\alpha, \beta, \gamma$ with positive direction of $x, y, z$ axes:
+$$\cos \alpha = {a_1 \over |\vec{a}|}, \quad \cos \beta = {a_2 \over |\vec{a}|}, \quad \cos \gamma = {a_3 \over |\vec{a}|}$$