5. Skalarprodukt

Wenn eine konstante Kraft F längs eines Weges s wirkt, wird dabei die Arbeit

verrichtet. Dabei ist die Kraftkomponente in Wegrichtung:

Diese Verknüpfung zweier Vektoren wird auf beliebige Vektoren übertragen. Das Produkt

; : Winkel zwischen den Vektoren

wird als Skalarprodukt der Vektoren bezeichnet. Dieser Name rührt daher, dass bei dieser Multiplikation von zwei Vektoren das Ergebnis ein Skalar ist.

Im Folgenden seien zwei beliebige, aber vom Nullvektor verschiedene Vektoren. Wenn diese beiden Vektoren senkrecht aufeinander stehen, dann gilt wegen :

.

Umgekehrt kann gefolgert werden: Wenn das Skalarprodukt zweier Vektoren Null ergibt, dann stehen die Vektoren senkrecht aufeinander:

.

Wenn die Vektoren durch ihre Koordinaten gegeben sind, lässt sich das Skalarprodukt auch direkt mit den Koordinaten berechnen, ohne erst die Beträge der Vektoren und den Winkel zwischen ihnen bestimmen zu müssen:

Es seien die Winkel, die zwei Vektoren mit der Richtung der x-Achse bilden. Dann gilt für den Winkel zwischen den Vektoren entsprechend der Abbildung:

Daraus ist abzulesen:

,

und somit gilt:

.

Im Raum findet man entsprechend:

.

Für das Skalarprodukt gelten folgende

Rechengesetze:

Kommutativgesetz:

gemischtes Assoziativgesetz:

Distributivgesetze: