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向量刚开始是被应用于物理学中的一种量,差不多在公元前350年前,古希腊著名的学者亚里士多德就已经知道了力可以表示成向量,两个力的组合作用可利用著名的平行四边形法则来得到并表示。“向量”一词来自力学、解析几何中的有向线段。最早使用有向线段来表示向量的是英国的科学家牛顿。从数学的发展史来看,历史上很长的一段时间,空间的向量结构并未被数学家们所认识,一直到19世纪末20世纪初,人们才把空间的性质与向量的运算联系起来,使向量成为具有一套优良运算通性的数学体系。
2向量的概念
在日常生活中我们经常遇到时间、温度、重量等在规定单位下,可以由一个数字完全确定的只有大小的量,这种量叫数量。另外,还有其他一些量,比如力和速度等,他们不但有大小,而且还有方向,类似这种量就是向量。
2。1向量的相关概念[1]
1。 定义:既有大小又有方向的量叫做向量,或称矢量,简称矢[1]
2。 表示方法:向量可以有代数、几何、坐标三种表示方法[1]
代数表示:我们用有向线段表示向量,把始点是A,终点是B的有向线段记做(AB) ⃗,手写时常用带箭头的小写字母a ⃗,b ⃗,c ⃗…,印刷时常用黑体字母a,b,x…表示。
几何表示:用有向线段表示向量
坐标表示:以平面几何为例,设平面内A点坐标(x_1,y_1),B点坐标(x_2,y_2),则向量(AB) ⃗的坐标表示为(x_2-x_1,y_2-y_1),多维坐标以此类推
3。向量的模:向量的大小叫做向量的模,也称向量的长度,向量(AB) ⃗与a ⃗的模分别记做|(AB) ⃗ |与|a ⃗ |[1]
4。单位向量:模等于1的向量叫做单位向量,与向量a同一方向的单位向量叫做向量a的单位向量,常用a^0来表示[1]
5。零向量:模等于0的向量叫做零向量,记做0,零向量方向不定[1]论文网
6。相等向量:如果两个向量的模相等且方向相同,那么把它们叫做相等向量,所以零向量都相等。[1]
8。共线向量:平行于同一直线的一组向量叫做共线向量,零向量与任何向量共线[1]
9。共面向量:平行于同一平面的一组向量叫做共面向量,零向量与任何向量共面[1]
2。2向量的线性运算
1。向量的加法:向量的加法满足三角形法则和平行四边形法则[1]
如图,(OA) ⃗+(AB) ⃗=(OB) ⃗
向量的加法满足下面运算规律:
交换律
a ⃗+b ⃗=b ⃗+a ⃗
结合律
(a ⃗+b ⃗)+c ⃗=a ⃗+(b ⃗+c ⃗)
2。向量的减法:向量a ⃗减去向量b ⃗等于向量a ⃗加上向量b ⃗的反向量即:a ⃗-b ⃗=a ⃗+(-b ⃗)[1]
3。数量乘向量:实数λ与向量a ⃗的乘积是一个向量,记做λa ⃗,向量的数乘满足下列运算规律:[1]
① 1×a ⃗=a ⃗
②结合律: λ∙(μa ⃗ )=(λμ) a ⃗
③第一分配率: (λ+μ) a ⃗=λa ⃗+μa ⃗
④第二分配率: λ(a ⃗+b ⃗ )=λa ⃗+λb ⃗
数乘向量的坐标等于这个数与向量的对应坐标的乘积:a ⃗=(x_1,y_1),λa ⃗=(λx_1,λy_1)
4。向量的数量积:两个向量a ⃗和b ⃗的模和他们的夹角的余弦的乘积叫做向量a ⃗和向量b ⃗的数量积,也称内积,记做a ⃗·b ⃗,即: