2021년 7월 18일 일요일

W1-4: 3강. 스칼라 곱 (Dot Product)

[커세라] 이과생을 위한 벡터 미적분
W1-4: 3강. 스칼라 곱 (Dot Product)

https://coursera.org/share/7c9054ce4633d41b834539c1f4356ef4

'벡터'라는 객체가 두가지 속성(값과 방향)을 가진다고 정의 되었다는 점을 기억하자. 벡터의 곱셈은 두 종류다.

1. Dot Product 또는 Scalar Product, 곱의 결과는 스칼라
2. Cross Product 또는 Vector Product, 곱의 결과는 벡터

이번 강의는 스칼라 곱을 다룬다. 말그대로 두 벡터의 스칼라 곱의 결과는 스칼라(값)다.



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Q1. Using the definition of the dot product $${\mathbf A}\cdot {\mathbf B} = A_1B_1+A_2B_2+A_3B_3$$ prove that

(a) $${\mathbf A}\cdot {\mathbf B} = {\mathbf B} \cdot {\mathbf A};$$
(b) $${\mathbf A}\cdot ({\mathbf B}+{\mathbf C}) = {\mathbf A}\cdot {\mathbf B}+{\mathbf A}\cdot {\mathbf C}$$
(c) $${\mathbf A}\cdot (k{\mathbf B}) = (k{\mathbf A})\cdot {\mathbf B} = k({\mathbf A}\cdot {\mathbf B})$$


Q2. Determine all the combinations of dot products between the standard unit vectors i, j, and k.


Q3. Let C=A - B. Calculate the dot product of C with itself and thus derive the law of cosines.



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Supplementary 1. Matrix Addition and Multiplication


Supplementary 2. Matrix Determinant and Inverses


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W1-3: 2강. 직교좌표계 (Cartesian Coordinates)

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[커세라] 이과생을 위한 벡터 미적분
W1-3: 2강. 직교좌표계 (Cartesian Coordinates)


방향(한개 이상의 좌표축)과 크기(좌표의 눈금)를 가진 벡터(Vector)를 표현하려면 좌표계가 필요하다. 먼저 가장 직관적인 좌표계는 직교 좌표계다.

1. 직교좌표계: 공간을 나타내는 좌표축이 직교(orthogonal)하고 단위벡터의 길이가 1인(norm) 좌표계(ortho-normal)
2. 직교 좌표계의 단위벡터: 3축(차원) 직교좌표계의 단위벡터(unit vector)를 각각 i, j, k 라 하자.

* 단위 벡터(unit vector):
- 스칼라(값) 1에 방향을 부여함으로써 벡터화 한 것.
- 벡터에 벡터 크기(값)을 나누면 단위벡터가 된다.


3. 벡터 A의 표현: 벡터는 성분(값)과 방향으로 표현된다. 3차원 직교 좌표계에서 벡터 A는 좌표축의 성분과 단위벡터 곱의 합이다.
4. 벡터 A 의 크기는 각 좌표축 성분 제곱을 모두 더한 값의 제곱근(직교좌표계)

5. 위치 벡터(Position Vector): 좌표축 성분에 단위 벡터를 곱한 벡터를 모두 더한 것
6. 변위 벡터(Displacement Vector): 두 벡터의 차분 벡터.



두 벡터의 차분으로 구해진 변위벡터는 원점에 구애 되지 않는다. 벡터로 기술된 객체는 좌표계에 무관하다.

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Reading: Newton's equation for the force between two masses

(a) Given a Cartesian coordinate system with standard unit vectors i, j, and k, let the mass m_1 be at position r1=x1i+y1j+z1k and the mass m_2 be at position r2=x2i+y2j+z2k. In terms of the standard unit vectors, determine the unit vector that points from m_1 to m_2.



(b) Newton's law of universal gravitation states that two point masses attract each other along the line connecting them, with a force proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between them. The magnitude of the force acting on each mass is therefore

$$
\displaystyle F = G\frac{m_1m_2}{r^2}
$$

where m_1 and m_2 are the two masses, r is the distance between them, and G is the gravitational constant. Let the masses m_1 and m_2 be located at the position vectors r1 and r2. Write down the vector form for the force acting on m_1 due to its gravitational attraction to m_2.


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2021년 7월 17일 토요일

W1-2: 1강. 벡터 (Vectors)

[커세라] 이과생을 위한 벡터 미적분
W1-2: 1강. 벡터 (Vectors)

https://coursera.org/share/a9ae9cbe209a3f8e774129836e17b4a1



벡터(Vector): 크기와 방향으로 표현되는 객체. 즉, 한개 이상의 특성을 가지는 객체다. 크기와 방향 만으로 정의 되므로 어느 위치에 가져다 놓아도 좋다. 원점에 구애 받지 않는다.

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W1-1: 1주차 학습 소개(Introduction)

[커세라] 이과생을 위한 벡터 미적분

W1-1: 1주차 학습 소개(Introduction)

커세라 링크:


1주차에 공부할 내용,

벡터 정의
    - 벡터의 가감산
    - 직교좌표계
    - 벡터의 스칼라 곱(dot product)과 벡터 곱(cross product)
해석기하
    - 선(line)과 면(plane)
크로네커 델타(Kronecker delta)와 리바이-시비타 기호(Levi-Civita symbol)
    - 벡터 아이덴터티
스칼라 장(Scalar field) 과 벡터 장(Vector field)

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2021년 7월 16일 금요일

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[커세라] 이과생을 위한 벡터 미적분(Vector Calculus for Engineers)

0. 환영(Welcome)

Welcome

Video: Promotional Video

소개동영상만 봐도 모든 이과생이 반드시 갖춰야할 기본임이 분명하다.

Video: Course Overview
Reading: Welcome and Course Information
Practice Quiz: Diagnostic Quiz (기본 점검)











Reading: How to Write Math in the Discussions using MathJax

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