向量平行公式

剑南诗稿2023-04-30  20

a×b=xn-ym=0

向量垂直,平行的公式为:

若a,b是两个向量:a=(x,y)b=(m,n);

则a⊥b的充要条件是a·b=0,即(xm+yn)=0;

向量平行的公式为:a//b→a×b=xn-ym=0;

向量的用途

向量,最初被应用于物理学。很多物理量如力、速度、位移以及电场强度、磁感应强度等都是向量。大约公元前350年前,古希腊著名学者亚里士多德就知道了力可以表示成向量,两个力的组合作用可用著名的平行四边形法则来得到;

“向量”一词来自力学、解析几何中的有向线段。最先使用有向线段表示向量的是英国大科学家牛顿。

向量ab的坐标运算公式是AB=(x2-x1,y2-y1),向量可以形象化地表示为带箭头的线段。箭头所指:代表向量的方向;线段长度:代表向量的大小。与向量对应的量叫做数量(物理学中称标量),数量(或标量)只有大小,没有方向。

在物理学和工程学中,几何向量更常被称为矢量。许多物理量都是矢量,比如一个物体的位移,球撞向墙而对其施加的力等等。

与几何向量相对的是标量,即只有大小而没有方向的量。一些与向量有关的定义亦与物理概念有密切的联系,例如向量势对应于物理中的势能。

空间任意平面与个坐标面的夹角, 可通过该平面法向量与各坐标面法向量经由余弦公式求得。

求解步骤如下:

一般性约定, 在空间坐标系Oxyz中, 2x-2y+z+5=0为其空间下的一个面P, 则有:

(1) 面P的法向量为其公式的参数(2,-2,1);

(2) Oxy的法向量为(0,0,1), Oyz的法向量为(1,0,0), Oxz的法向量为(0,1,0);

(3) 根据夹角余弦公式: cosφ=A1A2+B1B2/[√(A1^2+B1^2)√(A2^2+B2^2)] (详情见扩展阅读)可得:

Oxy面与面P的夹角余弦为: (0x2+0x-1+1x1)/√(2^2+(-2)^2+1^2)=1/√9=1/3。

同理可得,

Oyz面与面P的夹角余弦为2/3。

Oxz面与面P的夹角余弦为2/3。

其面P表述为一个三维平面如下:

扩展阅读

A1X+B1Y+C1=0(1)

A2X+B2Y+C2=0(2)

则(1)的方向向量为u=(-B1,A1),(2)的方向向量为v=(-B2,A2)

由向量数量积可知,cosφ=u·v/|u||v|,即

两直线夹角公式:cosφ=A1A2+B1B2/[√(A1^2+B1^2)√(A2^2+B2^2)]

注:k1,k2分别L1,L2的斜率,即tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanαtanβ)

参考资料:  百度百科 - 夹角公式

设a=(x,y),b=(x',y')。

1、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。

ab+bc=ac。

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

ab-ac=cb

即“共同起点,指向被减”

a=(x,y)

b=(x',y')

a-b=(x-x',y-y')

4、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;

当λ<0时,λa与a反方向;

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。

3、向量的的数量积

定义:两个非零向量的夹角记为〈a,b〉,且〈a,b〉∈[0,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率

a·b=b·a(交换率);

(a+b)·c=a·c+b·c(分配率);

向量的数量积的性质

a·a=|a|的平方。

a⊥b

〈=〉a·b=0。

|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。

4、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。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∥b〈=〉a×b=0。

向量的向量积运算律

a×b=-b×a;

(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);

(a+b)×c=a×c+b×c

注:向量没有除法,“向量ab/向量cd”是没有意义的。

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