सदिशों के प्रकार

वेक्टर ज्यामितीय इकाइयाँ हैं जिनमें परिमाण और दिशा होती है। एक वेक्टर को एक रेखा द्वारा दर्शाया जा सकता है जिसमें एक तीर उसकी दिशा की ओर इशारा करता है, और इसकी लंबाई वेक्टर के परिमाण को दर्शाती है। यह कहने के बाद कि वेक्टर को तीरों द्वारा दर्शाया जाता है, उनके पास प्रारंभिक बिंदु और टर्मिनल बिंदु होते हैं। वेक्टर की अवधारणा 200 वर्षों की अवधि में विकसित हुई। वेक्टर का उपयोग विस्थापन, वेग, त्वरण आदि जैसी भौतिक राशियों को दर्शाने के लिए किया जाता है।

इसके अलावा, भौतिकी और इंजीनियरिंग में वैक्टर के कई अनुप्रयोग हैं। 19वीं शताब्दी के अंत में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के क्षेत्र के आगमन के साथ वैक्टर का उपयोग शुरू हुआ। यहाँ, हम वैक्टर की परिभाषा के साथ-साथ वैक्टर के प्रकार, वैक्टर के गुण, और बेहतर समझ के लिए हल किए गए उदाहरणों का अध्ययन करेंगे।

वेक्टर क्या हैं?

वेक्टर एक लैटिन शब्द है जिसका अर्थ है वाहक। वेक्टर को बिंदु A से बिंदु B तक परिभाषित किया जाता है। दो बिंदुओं A और B के बीच की रेखा की लंबाई को वेक्टर का परिमाण कहा जाता है, और बिंदु A से बिंदु B तक विस्थापन की दिशा को वेक्टर AB की दिशा कहा जाता है। भौतिकी में वेक्टर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, वेग, विस्थापन, त्वरण, बल सभी वेक्टर मात्राएँ हैं जिनमें परिमाण के साथ-साथ दिशा भी होती है। वेक्टर को यूक्लिडियन वेक्टर या स्थानिक वेक्टर भी कहा जाता है। गणित, भौतिकी, इंजीनियरिंग और कई अन्य क्षेत्रों में वेक्टर के कई अनुप्रयोग हैं।

सदिश का संकेतन: सदिश के निरूपण का मानक रूप है:

→A=a^i+b^j+c^k

जहाँ a, b, c संख्यात्मक मान हैं और ^i,^j,^k क्रमशः x-अक्ष, y-अक्ष और z-अक्ष के साथ इकाई सदिश हैं।

सदिश के प्रकार क्या हैं?

सदिशों को उनके गुणों जैसे परिमाण, दिशा और अन्य सदिशों के साथ उनके संबंध के आधार पर सदिशों के प्रकार के रूप में अलग-अलग नाम दिए गए हैं। ये विभिन्न प्रकार के सदिश सदिशों की कई अंकगणितीय संक्रियाएँ और गणनाएँ करने में सहायक होते हैं।

आइए कुछ प्रकार के सदिशों के बारे में जानें:

शून्य सदिश: जिन सदिशों का परिमाण 0 होता है उन्हें शून्य सदिश कहते हैं, जिन्हें

→

0

= (0,0,0) द्वारा दर्शाया जाता है। शून्य सदिश का परिमाण शून्य होता है और कोई दिशा नहीं होती। इसे सदिशों की योगात्मक पहचान भी कहा जाता है।

इकाई सदिश: जिन सदिशों का परिमाण 1 के बराबर होता है उन्हें इकाई सदिश कहते हैं, जिन्हें

^

a

द्वारा दर्शाया जाता है। इसे सदिशों की गुणक पहचान भी कहा जाता है। इकाई सदिशों की लंबाई 1 होती है। इसका उपयोग आम तौर पर किसी सदिश की दिशा को दर्शाने के लिए किया जाता है।

स्थिति सदिश: स्थिति सदिशों का उपयोग त्रि-आयामी अंतरिक्ष में सदिशों की स्थिति और गति की दिशा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। स्थिति सदिशों का परिमाण और दिशा अन्य निकायों के सापेक्ष बदली जा सकती है। इसे स्थान सदिश भी कहा जाता है।

समान सदिश: दो या दो से अधिक सदिशों को समान कहा जाता है यदि उनके संगत घटक समान हों। समान सदिशों का परिमाण और दिशा समान होती है। उनके आरंभिक और अंतिम बिंदु अलग-अलग हो सकते हैं, लेकिन लंबाई और दिशा समान होनी चाहिए।

ऋणात्मक सदिश: एक सदिश को दूसरे सदिश का ऋणात्मक कहा जाता है, यदि उनके परिमाण समान हों, लेकिन दिशाएँ विपरीत हों। यदि सदिश A और B की लंबाई समान हो, लेकिन दिशाएँ विपरीत हों, तो सदिश A को सदिश B का ऋणात्मक कहा जाता है या इसके विपरीत।

समानांतर सदिश: दो या अधिक सदिशों को समानांतर सदिश कहा जाता है, यदि उनकी दिशा समान हो, लेकिन परिमाण समान न हो। दो समानांतर सदिशों के बीच का कोण शून्य डिग्री होता है। वे सदिश जिनके दिशा कोण में 180 डिग्री का अंतर होता है, उन्हें प्रतिसमानांतर सदिश कहते हैं, अर्थात प्रतिसमानांतर सदिशों की दिशाएँ विपरीत होती हैं।

ऑर्थोगोनल सदिश: अंतरिक्ष में दो या अधिक सदिशों को ऑर्थोगोनल कहा जाता है, यदि उनके बीच का कोण 90 डिग्री है। दूसरे शब्दों में, ऑर्थोगोनल सदिशों का डॉट उत्पाद हमेशा 0 होता है।

सह-प्रारंभिक सदिश: वे सदिश जिनका आरंभिक बिंदु समान होता है, उन्हें सह-प्रारंभिक सदिश कहते हैं।

विभिन्न प्रकार के सदिशों के गुण

सदिशों पर विभिन्न गणितीय संक्रियाएँ लागू की जा सकती हैं जैसे जोड़, घटाव और गुणा। सदिशों के विभिन्न गुण नीचे सूचीबद्ध हैं:

सदिशों का योग क्रमविनिमेय और साहचर्य होता है।

→A.→B=→B.→A
→A×→B≠→B×→A
^i.^i=^j.^j=^k.^k=1
^i.^j=^j.^k=^k.^i=0
^i×^i=^j×^j=^k×^k=0
^i×^j=^k ; ^j×^k=^i ; ^k×^i=^j
^j×^i=−^k ; ^k×^j=−^i ; ^i×^k=−^j
दो सदिशों का डॉट उत्पाद एक अदिश राशि है और दो सदिशों के तल में स्थित होता है।
दो सदिशों का क्रॉस उत्पाद एक सदिश है, जो इन दो सदिशों वाले तल के लंबवत होता है।

सदिशों के अनुप्रयोग

वास्तविक जीवन में सदिशों के कुछ महत्वपूर्ण अनुप्रयोग नीचे सूचीबद्ध हैं:
वस्तु को गति देने के लिए बल किस दिशा में लगाया जाता है, यह सदिशों का उपयोग करके पाया जा सकता है।
यह समझने के लिए कि गुरुत्वाकर्षण एक ऊर्ध्वाधर गतिमान पिंड पर बल के रूप में कैसे लागू होता है।
एक समतल तक सीमित पिंड की गति सदिशों का उपयोग करके प्राप्त की जा सकती है।
सदिश तीन आयामों में एक साथ एक पिंड पर लगाए गए बल को परिभाषित करने में मदद करते हैं।
संरचना की तुलना में बल अधिक मजबूत है या नहीं और यह टिकेगा या ढह जाएगा, यह जाँचने के लिए इंजीनियरिंग के क्षेत्र में सदिशों का उपयोग किया जाता है।
विभिन्न ऑसिलेटर में सदिशों का उपयोग किया जाता है।
'क्वांटम यांत्रिकी' में भी सदिशों के अपने अनुप्रयोग हैं।
पाइप में तरल प्रवाह का वेग सदिश क्षेत्र के संदर्भ में निर्धारित किया जा सकता है - उदाहरण के लिए, द्रव यांत्रिकी।
हम उन्हें सामान्य सापेक्षता में हर जगह देख सकते हैं।
सदिशों का उपयोग विभिन्न तरंग प्रसार जैसे कंपन प्रसार, ध्वनि प्रसार, AC में किया जाता है

सदिशों पर महत्वपूर्ण नोट्स:

ऑर्थोगोनल सदिशों का डॉट उत्पाद हमेशा शून्य होता है।
समानांतर सदिशों का क्रॉस उत्पाद हमेशा शून्य होता है।
दो या अधिक सदिश संरेखीय होते हैं यदि उनका क्रॉस उत्पाद शून्य है।
सदिश का परिमाण एक वास्तविक गैर-ऋणात्मक मान होता है जो इसके परिमाण को दर्शाता है।

महत्वपूर्ण टिप्पणियाँ

यहाँ कुछ बिंदुओं की सूची दी गई है जिन्हें वेक्टरों के योग का अध्ययन करते समय याद रखना चाहिए:

वेक्टरों को दिशा और परिमाण के संयोजन के रूप में दर्शाया जाता है और उन्हें तीर के निरूपण से खींचा जाता है।

यदि किसी वेक्टर के घटक दिए गए हैं, तो हम परिणामी वेक्टर निर्धारित कर सकते हैं।

सदिशों के योग के लिए प्रसिद्ध त्रिभुज नियम का उपयोग किया जा सकता है और इस विधि को हेड-टू-टेल विधि भी कहा जाता है।