Skaler ve Vektör Kavramı

MATE 213 — Lineer Cebir

Öğr. Gör. Oktay Cesur

2026-07-25

Bugünün Sorusu

Birbiriyle ilişkili birden fazla sayıyı, sırasını ve anlamını kaybetmeden nasıl tek bir nesne olarak ifade ederiz?

  • Tek bir sayı her durumda yeterli mi?
  • İlişkili sayılar beraber tutulabilir mi?
  • Beraber tuttuk diyelim, ölçekleyebilecek miyiz?

İlk Örnek: Birlikte Anlamlı Sayılar

Bir ürünün üç özelliği:

\[ \text{fiyat: }40,\qquad \text{ağırlık: }2,\qquad \text{stok: }15 \]

  • Değerler birbiriyle ilişkili,
  • sıra bozulursa anlam bozulur,
  • tek nesne olarak tutmak istiyoruz.

\[ v=\begin{bmatrix}40\\2\\15\end{bmatrix} \]

Koordinat Vektörü ve Bileşenler

\[ v=\begin{bmatrix}v_1\\v_2\\\vdots\\v_n\end{bmatrix}\in\mathbb{R}^n \]

  • \(v\): bütün vektör
  • \(v_i\): \(i\). bileşen, bir skaler
  • \(n\): bileşen sayısı
  • İndis konumu belirtir

Bileşenlerin Sırası Yapının Parçasıdır

\[ \begin{bmatrix}2\\-1\\4\end{bmatrix} \neq \begin{bmatrix}-1\\2\\4\end{bmatrix} \]

Sıcaklık–basınç–debi okuması:

\[ \begin{bmatrix}80\\25\\120\end{bmatrix} \neq \begin{bmatrix}25\\80\\120\end{bmatrix} \]

Vektörlerle Temsil Edilen Nicelikler

Bağlam Vektör
Konum \((x,y,z)^T\)
Hız \((v_x,v_y,v_z)^T\)
Sistem ölçümü (sıcaklık, basınç, debi)\(^T\)
Sınav puanları \((p_1,\ldots,p_k)^T\)
Veri örneği özellik vektörü \((x_1,\ldots,x_n)^T\)

Vektörün Ait Olduğu Uzay

\[ v\in\mathbb{R}^n \quad\Longleftrightarrow\quad v\ \text{'nin } n \text{ gerçek bileşeni var} \]

\[ u=\begin{bmatrix}3\\-2\end{bmatrix}\in\mathbb{R}^2, \qquad w=\begin{bmatrix}1\\0\\4\\-3\end{bmatrix}\in\mathbb{R}^4 \]

Satır mı, Sütun mu?

\[ v=\begin{bmatrix}2\\-1\\4\end{bmatrix}\ (3\times1), \qquad v^T=\begin{bmatrix}2&-1&4\end{bmatrix}\ (1\times3) \]

Bu derste aksi belirtilmedikçe vektörler sütun vektörüdür.

Vektör Eşitliği

İki koordinat vektörü ancak

  1. aynı sayıda bileşene sahipse,
  2. karşılık gelen bütün bileşenleri eşitse

eşittir.

\[ \begin{bmatrix}2a-1\\b+3\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}5\\7\end{bmatrix} \Longrightarrow a=3,\quad b=4 \]

Skaler Neden Ayrı Bir Ad?

Vektörleri ölçeklemek için kullanılan sayılara skaler denir.

\[ 3 \begin{bmatrix} 2\\ -1 \end{bmatrix} \]

Buradaki \(3\), ilk bakışta yalnızca bir katsayı gibi görünür.

Peki neden ayrıca skaler diyoruz?

Skaler Cismi

Kapsam notu

Bu derste cisim aksiyomları ve cisim kurma problemleri sınav kapsamında değildir. Buradaki amaç, “Neden yalnız katsayı demiyoruz?” sorusunu yanıtlamaktır.

Skalerler belirli bir cisimden seçilir:

\[ \mathbb{R} \qquad\text{veya}\qquad \mathbb{C} \]

\[ 2-3i: \quad \mathbb{R}\text{ üzerinde skaler değil}, \qquad \mathbb{C}\text{ üzerinde geçerli skaler} \]

Sıfır, Bir ve Negatif Skalerler

\[ 1v=v \qquad\text{(etkisiz skaler)} \]

\[ 0v=0 \qquad\text{(sıfır vektörüne götürür)} \]

\[ (-1)v=-v \qquad\text{(yönü ters çevirir)} \]

Hangileri Skalerdir?

\(\mathbb{R}\) üzerinde çalışan bir uzayda:

\[ -3,\qquad \sqrt{2},\qquad 2+i,\qquad \begin{bmatrix}4\\1\end{bmatrix},\qquad \begin{bmatrix}5\end{bmatrix} \]

Aynı Sayı, Farklı Nesne

Yazım Bu dersteki okuma
\(5\) skaler
\(\begin{bmatrix}5\end{bmatrix}\) tek bileşenli sütun vektörü
\([5]\) bağlama göre \(1\times1\) matris

İçerilen sayı aynı olabilir; matematiksel rol aynı olmak zorunda değildir.

Skalerin İki Rolü

1. Bileşen olarak:

\[ v=\begin{bmatrix}2\\-3\\5\end{bmatrix}, \qquad A=\begin{bmatrix}1&4\\-2&3\end{bmatrix} \]

2. Katsayı olarak:

\[ \alpha v,\qquad \alpha A \]

Cebirsel Nesne, Geometrik Temsil

\[ v=\begin{bmatrix}3\\2\end{bmatrix} \]

  • Cebirsel: iki bileşenli koordinat vektörü
  • Geometrik: yatayda \(3\), düşeyde \(2\) birim yer değiştirme

Ok, vektörün bir temsilidir — genel tanımı değil.

Nokta ve Vektör Aynı Şey Değildir

Nokta konumu, vektör yer değiştirmeyi belirtir.

\[ P=(3,2) \quad\text{nokta: bir \textbf{konum}} \]

\[ v=\begin{bmatrix}3\\2\end{bmatrix} \quad\text{vektör: bir \textbf{yer değiştirme}} \]

\[ \overrightarrow{OP}=\begin{bmatrix}3\\2\end{bmatrix} \quad (O=(0,0)\ \text{konum vektörü}) \]

Serbest Vektör

\[ A=(1,1),\ B=(4,3) \ \Rightarrow\ \overrightarrow{AB}=\begin{bmatrix}3\\2\end{bmatrix} \]

\[ C=(-2,4),\ D=(1,6) \ \Rightarrow\ \overrightarrow{CD}=\begin{bmatrix}3\\2\end{bmatrix} \]

\[ \boxed{\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{CD}} \]

AB CD (3,2) (3,2)

Vektör–Skaler Ayrımı Daha Geneldir

Şimdilik çoğunlukla

\[ v= \begin{bmatrix} v_1\\ \vdots\\ v_n \end{bmatrix}, \qquad \alpha\in\mathbb{R} \]

biçiminde çalışacağız.

Ancak genel olarak:

Vektör, üzerinde çalışılan vektör uzayının bir elemanıdır.
Skaler, bu uzayın skaler cisminden gelir.

Bu nedenle uygun bir vektör uzayında

\[ p(x)=x^2+1 \]

de bir vektör olabilir ve

\[ 3p(x) \]

ifadesindeki \(3\) yine skalerdir.

Sık Yapılan Hatalar

  1. “İçinde tek sayı bulunan her şey skalerdir” sanmak: \(\begin{bmatrix}5\end{bmatrix}\neq5\).
  2. Skaler olmayı nesnenin kendisine bağlamak — çalışılan uzaya bağlıdır (\(2+i\)).
  3. Bileşenlerin sırasını önemsiz saymak.
  4. Noktayı vektörle özdeşleştirmek (konum ≠ yer değiştirme).
  5. Geometrik oku vektörün tanımı sanmak.

Sonraki Adım: İki Temel İşlem

Nesneleri ayırdık: skaler ve koordinat vektörü.

\[ u+v \qquad\text{ve}\qquad \alpha v \]

Sırada: bu iki işlemi kurmak ve lineer birleşim içinde birleştirmek.