Пусть заданы точки $B_1\left(\alpha_1, \beta_1, \gamma_1\right)$ и $B_2\left(\alpha_2, \beta_2, \gamma_2\right),$ также определяющие вектор $\overline{B_1B_2}.$
Определение. Проекцией вектора $\overline{B_1B_2}$ называется вектор, полученный проектированием точек $B_1$ и $B_2$ на какую либо ось или плоскость.
Наша задача заключается в нахождении координат этой проекции. Прежде всего необходимо выяснить способ нахождения координат проекций точки. Например, спроектировав точку $B_1\left(\alpha_1, \beta_1, \gamma_1\right)$ на ось абсцисс, получим $B_{1x}\left(\alpha_1, 0, 0\right).$ Точно таким же образом получаем и точку $B_{2x}\left(\alpha_2, 0, 0\right):$
Понятно, что в случае плоскости проекция точки будет иметь две ненулевые координаты: $B_{1xy}\left(\alpha_1, \beta_1, 0\right)$ и $B_{2xy}\left(\alpha_2, \beta_2, 0\right).$ Для всех остальных плоскостей и осей аналогично. Теперь нам достаточно лишь воспользоваться формулой для вычисления координат вектора: $\overline{B_{1x}B_{2x}} = \left(\alpha_2 -\alpha_1, 0, 0\right),$ а, например, $\overline{B_{1xy}B_{2xy}} = \left(\alpha_2 -\alpha_1, \beta_2 -\beta_1, 0\right).$
Для двумерного пространства разница будет заключаться лишь в том, что точки $B_1\left(\alpha_1, \beta_1\right)$ и $B_2\left(\alpha_2, \beta_2\right)$ определяются двумя координатами. Рассуждения же остаются аналогичными.
Пример
Даны точки $A\left(-3, 2, 5\right)$ и $B\left(6, -3, -1\right),$ определяющие соответствующий вектор $\overline{AB}.$ Найти координаты проекций этого вектора на все координатные плоскости.
Вначале найдем проекции точек $A$ и $B$ на координатные плоскости. Например, на плоскости $xy$ точки имеют следующие координаты: $A_{xy}\left(-3, 2, 0\right),$ $B_{xy}\left(6, -3, 0\right).$
Аналогично для остальных плоскостей: $A_{yz}\left(0, 2, 5\right),$ $B_{yz}\left(0, -3, -1\right),$ $A_{xz}\left(-3, 0, 5\right),$ $B_{xz}\left(6, 0, -1\right).$ Теперь можно найти координаты проекций вектора $\overline{AB}:$ $$\overline{A_{xy}B_{xy}} = \left(6+3, -3-2, 0-0\right) = \left(9, -5, 0\right),$$ $$\overline{A_{yz}B_{yz}} = \left(0-0, -3-2, -1-5\right) = \left(0, -5, -6\right),$$ $$\overline{A_{xz}B_{xz}} = \left(6+3, 0-0, -1-5\right) = \left(9, 0, -6\right).$$
Смотрите также
- Воеводин В.В. Линейная алгебра. М.: Наука, 1994, Глава 3, $§$ 25, «Некоторые задачи» (стр. 79-80)
- Виноградов И.М. Аналитическая геометрия. М.: Наука, 1986, Глава 6, $§$ 7 «Выражение проекций вектора через координаты конца и начала» (стр. 136-137)
- Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004, $§$ 3, пункт 1, «Понятие направленного отрезка в пространстве. Проекция направленного отрезка на ось» (стр. 17)