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könnt ihr mir bei ein paar Aufgaben zum Vereinfachen von Vektorausdrücken helfen?

Ich hoffe ihr könnt mir mit ein paar Erklärungen oder Lösungsansätzen weiterhelfen.

PS: Alles Fettgedruckte sollen Vektoren darstellen.


1) Vereinfache, sodass a, b, c im Erbenis höchstens einmal vorkommt: (a x (b + c))c + (b x a)c

Ansatz:    = (a x b)c + (a x c)c + (b x a)c = (a x b)c + (b x a)c

Lösung:   (a x b)c + (b+a)c = 0 => Ich verstehe nicht ganz warum?


2) Man zeige, dass (c x (2a + b)) (a + b) gleich dem Spatprodukt der Vektoren a, b, c ist

Ansatz:    = ((2a x c) + (c x b)) (a + b) = (2a x c)a + (2a x c)b + (c x b)a + (c x b)b

                 = (2a x c)b + (c x b)a => Hier weiß ich nicht, was ich noch vereinfachen kann!

Lösung:  (a x b)c


3) Vereinfache, sodass a, b, c im Erbenis höchstens einmal vorkommt: ((b - 3c) x (b - c)) (a + c)

Ansatz:    = (b x b) + (b x (-c)) - (3c x b) - (3c x (-c)) (a+c) = (b x (-c)) - (3c x b) (a+c)

                 = (b x (-c))a + (b x (-c))c - (3c x b)a - (3c x b)c = (b x (-c))a - (3c x b)a = (-4c x 2b)2a

Lösung:   2(b x c)a => Hier verstehe ich nicht, was mit den Vorzeichen passiert ist und wie man auf die                                                    Lösung kommt.


4) Vereinfache, sodass a, b, c im Erbenis höchstens einmal vorkommt: ((c x b) - (b x c))a + ((a + b) x c)b

Ansatz:    = (c x b)a - (b x c)a + (a x c)b + (b x c)b = (c x b)a - (b x c)a +(a x c)b

Lösung:    3(c x b)a => Hier komme ich überhaupt nicht weiter.


Jack

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1) Vereinfache, sodass a, b, c im Erbenis höchstens einmal vorkommt: (a x (b + c))c + (b x a)c

Ansatz:    = (a x b)c + (a x c)c + (b x a)c = (a x b)c + (b x a)c

Lösung:   (a x b)c + (b x a)c = 0 => Ich verstehe nicht ganz warum?

Beim Vektorprodukt gilt immer  a x b = - ( b x a ), also: wenn du die Reihenfolge änderst,

ändert sich das Vorzeichen, also ausführlich:
(a x b)c + (b x a)c =   (a x b)c   -  (a x b )c =  0


2) Man zeige, dass (c x (2a + b)) (a + b) gleich dem Spatprodukt der Vektoren a, b, c ist

Ansatz:    = ((2a x c) + (c x b)) (a + b) = (2a x c)a + (2a x c)b + (c x b)a + (c x b)b

                 =  (2a x b)c + (b x a) => Hier weiß ich nicht, was ich noch vereinfachen kann!

ähnlich wie bei 1)   das Spatprodukt (a x b)c  ist gleich  - (b x a)c

und die 2 kannst du aus dem ersten rausziehen.

Lösung:  (a x b)c


3) Vereinfache, sodass a, b, c im Erbenis höchstens einmal vorkommt: ((b - 3c) x (b - c)) (a + c)

Ansatz:    = (b x b) + (b x (-c)) - (3c x b) - (3c x (-c)) (a+c) = (b x (-c)) - (3c x b) (a+c)

                 = (b x (-c))a + (b x (-c))c - (3c x b)a - (3c x b)c = (b x (-c))a - (3c x b)a = (-4c x 2b)2a

Lösung:   2(b x c)a => Hier verstehe ich nicht, was mit den Vorzeichen passiert ist und wie man auf die                                                    Lösung kommt.    siehe 2.



4) Vereinfache, sodass a, b, c im Erbenis höchstens einmal vorkommt: ((c x b) - (b x c))a + ((a + b) x c)b

Ansatz:    = (c x b)a - (b x c)a + (a x c)b + (b x c)b = (c x b)a - (b x c)a +(a x c)b

Lösung:    3(c x b)a => Hier komme ich überhaupt nicht weiter. Wieder bis auf das VZ gleiche Spatprodukte.

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zu 1) 

>  Lösung:   (a x b)+ (a)= 0 

Hier liegt wohl ein Tippfehler vor:

Lösung:   (a x b)+ (a)= 0   [ weil axb = -(bxa)  "Antikommutativgesetz" ] #

zu 4)

(axb)•c = (cxa)•b = (bxc)•a   ["zyklische" Vertauschung]

nach # kann man dann  mit Vorsetzen von Minus  die Vektoren in den Klammern vertauschen

Gruß Wolfgang

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