index 1 2 3 4 5

解析 I (7回目)ベクトルの回転


ベクトル $ \left( \begin{array}{c} 4 \\ 2 \end{array} \right) $ を図示すると、
 横に 4, 縦に 2 のこういう図

ではこれは?
横に 3, 縦に 5なので
ベクトル $ \left( \begin{array}{c} 3 \\ 5 \end{array} \right) $ ですよね


ベクトル $ \left( \begin{array}{c} 3 \\ 0 \end{array} \right) $ を図示すると
 横に 3, 縦に 0 のこんな矢印


このベクトルを、角度 $\theta$ 回転すると
(角度は $x$ 軸から第一象限に向かう方向に測ります。)
\begin{align} \cos{\theta }= \frac{x}{ 3} より、横 x= 3\cos{\theta}\quad \\ \sin{\theta }= \frac{y}{ 3} より、縦 y= 3\sin{\theta}\quad \end{align} なので回転後のベクトルは $ \left( \begin{array}{c}3\cos{\theta} \\ 3\sin{\theta} \end{array} \right) $ ですね。


ベクトル $ \left( \begin{array}{c} 0 \\ 5 \end{array} \right) $ を図示すると、
  横に 0, 縦に 5 のこういう図


このベクトルを、角度 $\theta$ 回転すると
   
\begin{align} \sin{\theta }&= \frac{|x|}{ 5} より、&横 |x|= 5\sin{\theta}\quad \\ \cos{\theta }&= \frac{y}{ 5} より、&縦 y= 5\cos{\theta}\quad \end{align} $x$ 軸の矢印は、右に行くと $x$ が増えることを表しています。
回転によって $x$ は原点より左、マイナス側に行ってしまったので
横 $x= - 5\cos{\theta}$   なので回転後のベクトルは $ \left( \begin{array}{r} -5\sin{\theta} \\ 5\cos{\theta} \end{array} \right) $ ですね。


では。 ベクトル $ \left( \begin{array}{c} 3 \\ 5 \end{array} \right) $ を、

角度 $\theta$ 回転したらどんなベクトルになるか求めてください。


困ったらここ