向量的计算法则...

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向量的计算法则

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  • 1、向量的加法
    向量的加法
    向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则.
    向量的加法OB+OA=OC.
    a+b=(x+x',y+y').
    a+0=0+a=a.
    向量加法的运算律:
    交换律:a+b=b+a;
    结合律:(a+b)+c=a+(b+c).
    2、向量的减法
    如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0.0的反向量为0
    向量的减法
    AB-AC=CB.即“共同起点,指向被
    向量的减法减”
    a=(x,y)b=(x',y') 则a-b=(x-x',y-y').
    3、数乘向量
    实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且∣λa∣=∣λ∣·∣a∣.
    当λ>0时,λa与a同方向;
    向量的数乘
    当λ<0时,λa与a反方向;
    向量的数乘当λ=0时,λa=0,方向任意.
    当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0.
    注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0.
    实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有向线段伸长或压缩.
    当∣λ∣>1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸长为原来的∣λ∣倍;
    当∣λ∣<1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或××反方向(λ<0)上缩短为原来的∣λ∣倍.
    数与向量的乘法满足下面的运算律
    结合律:(λa)·b=λ(a·b)=(a·λb).
    向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.
    数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb.
    数乘向量的消去律:① 如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b.② 如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ.
    4、向量的数量积
    定义:已知两个非零向量a,b.作OA=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π
    定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a·b.若a、b不共线,则a·b=|a|·|b|·cos〈a,b〉;若a、b共线,则a·b=+-∣a∣∣b∣.
    向量的数量积的坐标表示:a·b=x·x'+y·y'.
    向量的数量积的运算律
    a·b=b·a(交换律);
    (λa)·b=λ(a·b)(关于数乘法的结合律);
    (a+b)·c=a·c+b·c(分配律);
    向量的数量积的性质
    a·a=|a|的平方.
    a⊥b 〈=〉a·b=0.
    |a·b|≤|a|·|b|.(该公式证明如下:|a·b|=|a|·|b|·|cosα| 因为0≤|cosα|≤1,所以|a·b|≤|a|·|b|)
    向量的数量积与实数运算的主要不同点
    1、向量的数量积不满足结合律,即:(a·b)·c≠a·(b·c);例如:(a·b)^2≠a^2·b^2.
    2、向量的数量积不满足消去律,即:由 a·b=a·c (a≠0),推不出 b=c.
    3、|a·b|≠|a|·|b|
    4、由 |a|=|b| ,推不出 a=b或a=-b.
    5、向量的向量积
    定义:两个向量a和b的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作a×b(这里并不是乘号,只是一种表示方法,与“·”不同,也可记做“∧”).若a、b不共线,则a×b的模是:∣a×b∣=|a|·|b|·sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直于a和b,且a、b和a×b按这个次序构成右手系.若a、b共线,则a×b=0.
    向量的向量积性质:
    ∣a×b∣是以a和b为边的平行四边形面积.
    a×a=0.
    a垂直b〈=〉a×b=|a||b|.
    向量的向量积运算律
    a×b=-b×a;
    (λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);
    a×(b+c)=a×b+a×c.
    注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的.
    6、三向量的混合积
    向量的混合积
    定义:给定空间三向量a、b、c,向量a、b的向量积a×b,再和向量c作数量积(a×b)·c,
    向量的混合积所得的数叫做三向
    量a、b、c的混合积,记作(a,b,c)或(abc),即(abc)=(a,b,c)=(a×b)·c
    混合积具有下列性质:
    1、三个不共面向量a、b、c的混合积的绝对值等于以a、b、c为棱的平行六面体的体积V,并且当a、b、c构成右手系时混合积是正数;当a、b、c构成左手系时,混合积是负数,即(abc)=εV(当a、b、c构成右手系时ε=1;当a、b、c构成左手系时ε=-1)
    2、上性质的推论:三向量a、b、c共面的充要条件是(abc)=0
    3、(abc)=(bca)=(cab)=-(bac)=-(cba)=-(acb)
    4、(a×b)·c=a·(b×c)