Wie erhält man einen Vektor gleicher Richtung, aber anderer Länge?
Wenn man zu einem gegebenen Vektor \( \vec{v}=\begin{pmatrix} a \\ b \\ c \end{pmatrix} \) einen Vektor mit gleicher Richtung aber anderer Länge bestimmen möchte, geht man wie folgt vor:
Zuerst bestimmt man den Einheitsvektor des gegebenen Vektors. Er hat die Länge \(1\) und zeigt in dieselbe Richtung wie der ursprüngliche Vektor. Es gilt:
\[ \vec{v_0} = \frac{1}{|\vec{v}|}\cdot \vec{v} \text{ mit } |\vec{v}| = \sqrt{a^2+b^2+c^2} \]
Soll der neue Vektor die Länge \(k\) besitzen, multipliziert man den Einheitsvektor mit \(k\):
\[ \vec{v_{neu}} = k \cdot \vec{v_0} \]
Der Vektor \( \vec{v_{neu}} \) hat damit dieselbe Richtung wie \( \vec{v} \), aber die gewünschte Länge \(k\).
Bestimme den Vektor, der dieselbe Richtung wie der angegebene Vektor und die vorgegebene Länge hat:
\[ \vec{r} = \begin{pmatrix} -8\\0\\6 \end{pmatrix} \text{,}\qquad \text{Länge: }3 \]
Die Länge von \(\vec r\) beträgt: \[ |\vec r|=\sqrt{(-8)^2+0^2+6^2} =\sqrt{64+36} =\sqrt{100} =10 \]
Da die gewünschte Länge \(3\) ist, gilt: \[\overrightarrow {r_{neu}}=\frac{3}{10}\cdot\begin{pmatrix}-8\\0\\6\end{pmatrix} \]