🍄MATH
QUEST
🪙0
🚀

ม.5 เล่ม 1 · บทที่ 3

เวกเตอร์ในสามมิติ

3D Vectors — ปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง

🎯 จุดประสงค์การเรียนรู้ (ตาม สสวท.)

  • ▸เขียนเวกเตอร์ในระบบพิกัดสามมิติและหาขนาดของเวกเตอร์ได้
  • ▸บวก ลบ คูณเวกเตอร์ด้วยสเกลาร์ได้
  • ▸หาผลคูณเชิงสเกลาร์ (dot product) และใช้หามุมระหว่างเวกเตอร์ได้
  • ▸หาผลคูณเชิงเวกเตอร์ (cross product) และประยุกต์หาพื้นที่ได้
  • ▸เขียนสมการเส้นตรงและระนาบในสามมิติ และใช้เวกเตอร์แก้ปัญหาแรงได้
STEP 1/6
1/6
🧩

ตัวอย่างใกล้ตัว — เวกเตอร์คือ “ลูกศรบนแผนที่”

  • ในแอปแผนที่ 🗺️ การบอกแค่ “เดิน 500 เมตร” ไม่พอ ต้องบอกว่า “ไปทางทิศเหนือ” ด้วย → นี่คือเวกเตอร์ (มีขนาด + ทิศทาง)
  • ลมที่พัดเรือ ⛵, แรงที่ดึงเชือก, ความเร็วเครื่องบิน 3 มิติ, การเคลื่อนที่ของโดรน 🛸 ล้วนเป็นเวกเตอร์
  • ในเกม 3 มิติ ตำแหน่งตัวละครถูกเก็บเป็น (x,y,z)(x,y,z) และทิศทางการมองเป็นเวกเตอร์หนึ่งหน่วย
  • ปริมาณที่เป็นแค่ตัวเลขไม่มีทิศทาง (มวล อุณหภูมิ เวลา) เรียกว่า สเกลาร์

📏 สูตรประจำบท (5)

  • ขนาดเวกเตอร์

    ∣u⃗∣=a2+b2+c2|\vec u|=\sqrt{a^2+b^2+c^2}

    🧠 พีทาโกรัส 3 ชั้น (กว้าง สูง ลึก)

  • ผลคูณเชิงสเกลาร์

    u⃗⋅v⃗=∣u⃗∣∣v⃗∣cos⁡θ\vec u\cdot\vec v=|\vec u||\vec v|\cos\theta

    🧠 dot บอก “ความเข้ากันได้ของทิศทาง” → ตั้งฉากได้ 0

  • ผลคูณเชิงเวกเตอร์

    u⃗×v⃗=⟨b1c2−c1b2,  c1a2−a1c2,  a1b2−b1a2⟩\vec u\times\vec v=\langle b_1c_2-c_1b_2,\; c_1a_2-a_1c_2,\; a_1b_2-b_1a_2\rangle

    🧠 กระจายดีเทอร์มิแนนต์ i j k และ “ลืมเครื่องหมายลบที่ j”

  • พื้นที่จาก cross product

    พื้นที่สามเหลี่ยม=12∣u⃗×v⃗∣\text{พื้นที่สามเหลี่ยม}=\tfrac12|\vec u\times\vec v|

    🧠 cross คือพื้นที่สี่เหลี่ยมด้านขนาน → หาร 2 ได้สามเหลี่ยม

  • สมการระนาบ

    A(x−x0)+B(y−y0)+C(z−z0)=0A(x-x_0)+B(y-y_0)+C(z-z_0)=0

    🧠 เวกเตอร์ปกติ ⟨A,B,C⟩ คือสัมประสิทธิ์ของ x,y,z

📚 เปิดคลังสูตรทั้งหมด

🕹️ มินิเกมประจำบท

Space Vector Navigator 🛸

ขับยาน 3 มิติ ใช้ dot product หามุมสะท้อน หลบอุกกาบาต และใช้ cross product หาทิศลมสุริยะ

👹 บอสท้ายบท

อุกกาบาตยักษ์ VECTOR-STORM

พายุเวกเตอร์หมุน 3 แกน! คำนวณ dot/cross ให้แม่นก่อนยานถูกดูดเข้า singularity