§7.  Элементы тригонометрии


§7.1.  Билинейная кососимметричная функция

 

Определение 19.1. Если каждым двум векторам  и  ставится в соответствие каждое действительное число  такое, что:

1) ;

2) ;

3) .

то функция  называется билинейной кососимметрической функцией.

          Теорема 19.1. Пусть  и – произвольная база плоскости и  – некоторое действительное число. Тогда существует одна и только одна кососимметрическая функция  такая, что:

.

Доказательство:

          Пусть в заданном базисе два произвольных вектора  и  имеют разложения:

          Составим функцию

                                              (1)

          Нетрудно проверить, что  билинейная кососимметрическая функция, причем, если , то

.

          Доказательства единственности. (методом от противного).

Допустим, что существует билинейная кососимметрическая функция

, такая, что .

          Если  – билинейная функция, то

 =  =

=  =

= .

Учитывая, что , получим .

Аналогично . Кроме того, . Тогда

По предположению . Поэтому:

                                      (2)

Из (1) и (2) следует, что .

Примечание. Из проведенного рассуждения видно, что какое бы число  мы ни взяли и какую бы мы ни взяли базу векторов  и , существует единственная билинейная кососимметрическая функция  такая, что .

Это обстоятельство говорит, что с помощью кососимметрической функции нельзя отличить ортонормированную базу от прочих. На этот счет требуется специальное соглашение. Договоримся, если база ортонормированная, то будем полагать .

Определение 19.2. Пусть  – два произвольных единичных вектора. Значение билинейной кососимметрической функции  при выбранном ортонормированном базисе , и выполнении соглашения  называется синусом угла между векторами  и .

Итак,


В иной форме:

Теорема 19.2. или . На основании определения 19.2. имеем:

.

Отсюда,. Докажем достаточность. Пусть , где .

Докажем, что .

В силу определения 19.2. имеем:

          Теорема 19.3. .

Доказательство:

Пусть  – единичные векторы и .
Имеем:

,

Тогда

.