Вычита́ние векторо́в, или геометри́ческое вычитание векторов, — операция, обратная сложению, ставящая в соответствие двум векторам третий вектор — разность векторов, другими словами, по сумме векторов и одному слагаемому определяется второе слагаемое этой суммы. При этом разность двух векторов и  — это третий вектор такой, что (см. рисунок справа с треугольником вычитания векторов). Разность векторов определяется через сумму векторов либо с использованием противоположного вектора, либо без. Первый вектор разности называется уменьшаемым, а второй — вычитаемым.

Определение Вычита́ние векторо́в, или геометри́ческое вычита́ние векторо́в — операция, обратная сложению, ставящая в соответствие двум векторам третий вектор — разность векторов, другими словами, по сумме векторов и одному слагаемому определяется второе слагаемое этой суммы. Обозначается обычным знаком минус:

Определение без использования противоположного вектора

Следующее определение разности аналогично определению разности чисел.

Разность двух векторов и  — это третий вектор такой, что (см. рисунок в начале статьи с треугольником вычитания векторов).

Разность существует для любых двух векторов, что следует из следующего правила её построения.

Правило построения разности векторов без обратного вектора состоит в следующем. Разность любых двух векторов и , отложенных от одной точки, — это третий вектор , проведённый от конца вектора к концу вектора (см. рисунок в начале статьи с треугольником вычитания векторов).

Операция вычитания векторов обладает следующими определяющими свойствами: всегда выполнима; однозначна, то есть из следует

Если на двух неколлинеарных векторах построить параллелограмм, то тогда одна диагональ этого параллелограмма будет представлять сумму этих двух векторов. а другая — их разность (см. рисунок справа с параллелограммом сложения векторов).

Противоположный вектор Вектор, противоположный данному вектору — вектор, равный по модулю данному и противоположно ему направленный. Вектор, противоположный нулевому вектору, определяется тоже как нулевой. Вектор, противоположный вектору , обозначается той же буквой с поставленным перед ней обычным знаком минус (см. рисунок справа):

Также противоположный вектор можно определить как вектор .

Из определения противоположного вектора следуют равенства:

Определение с использованием противоположного вектора Теорема 1.

для любых векторов и (см. рисунок справа).

Доказательство. Из определения разности векторов получаем:

На основании этой теоремы можно определить понятие разности следующим образом.

Разность двух векторов и  — это третий вектор (см. рисунки справа).

Правило построения разности векторов с использованием обратного вектора состоит в следующем. Разность любых двух векторов и  — это третий вектор , проведённый от начала вектора к концу вектора , причём конец первого вектора совпадает с началом второго (см. рисунки справа).

Если взять за исходное второе определение разности векторов, то первое определение можно сформулировать в виде теоремы.

Теорема 2. Вычитание векторов — операция, обратная сложению векторов, то есть по сумме векторов и одному из слагаемых находится второе слагаемое — разность суммы и первого слагаемого:

для любых векторов и (см. рисунок в начале статьи и рисунок справа).

Доказательство. Вычислим:

Теорема 3. Вектор-слагаемое можно переносить из одной части равенства в другую с противоположным знаком.

Доказательство. Пусть

Тогда по теореме 2 получаем:

Итак, операции сложения и вычитания векторов имеют такие же свойства, какие известны в арифметике чисел.

Правило раскрытия скобок Теорема 4. Правило раскрытия скобок.

Модуль разности Так как длина отрезка не превосходит длины ломаной, соединяющей его концы, то выполняются неравенство треугольника: модуль разности двух векторов не больше разности модулей этих векторов:

В случае коллинеарных векторов: если два вектора направлены одинаково, то модуль разности двух векторов равен разности модулей уменьшаемого и вычитаемого, если модуль уменьшаемого больше модуля вычитаемого:

Для модуля разности векторов возможны три случая (см. рисунок ниже):

Имеет место следующее тождество: , другими словами, сумма квадратов сторон параллелограмма равна сумме квадратов его диагоналей (см. рисунок с параллелограммом сложения и вычитания векторов в разделе Определение без использования противоположного вектора).

Источники

Литература

Дополнительная литература

Категория:Линейная алгебра Категория:Векторы